ПОЛИМЕРЛАР
КИМЁСИ
ВА
ФИЗИКАСИ
ИНСТИТУТИ
ҲУЗУРИДАГИ
ИЛМИЙ
ДАРАЖАЛАР
БЕРУВЧИ
DSc.27.06.2017.FM/
К
/
Т
.36.01
РАҚАМЛИ
ИЛМИЙ
КЕНГАШ
АСОСИДАГИ
БИР
МАРТАЛИК
ИЛМИЙ
КЕНГАШ
ПОЛИМЕРЛАР
КИМЁСИ
ВА
ФИЗИКАСИ
ИНСТИТУТИ
ДОЛГОВ
ВАЛЕНТИН
ВАДИМОВИЧ
ПОЛИЭТИЛЕН
БИЛАН
МОНТМОРИЛЛОНИТ
АСОСИДА
ОЛОВБАРДОШ
НАНОКОМПОЗИТЛАР
ШАКЛЛАНИШИНИНГ
ЎЗИГА
ХОС
ХУСУСИЯТЛАРИ
,
ХОССАЛАРИ
ВА
ТУЗИЛИШИ
02.00.06 –
Юқори
молекуляр
бирикмалар
02.00.12 –
Нанокимё
,
нанофизика
,
нанотехнология
КИМЁ
ФАНЛАРИ
БЎЙИЧА
ФАЛСАФА
ДОКТОРИ
(PhD)
ДИССЕРТАЦИЯСИ
АВТОРЕФЕРАТИ
Тошкент
— 2017
УДК
: 614.841.41:691.175.2:[678.742.2+666.322]
Фалсафа
доктори
(PhD)
диссертацияси
автореферати
мундарижаси
Оглавление
автореферата
диссертации
доктора
философии
(PhD)
Contents of dissertation abstract of doctor of philosophy (PhD)
Долгов
Валентин
Вадимович
Полиэтилен
билан
монтмориллонит
асосида
оловбардош
нано
-
композитлар
шаклланишининг
ўзига
хос
хусусиятлари
,
хосса
-
лари
ва
тузилиши
................................................................................................. 3
Долгов
Валентин
Вадимович
Особенности
формирования
,
структура
и
свойства
огнестойких
нанокомпозитов
полиэтилен
/
монтмориллонит
............................................... 23
Dolgov Valentin Vadimovich
Specifics of formation, structure, and properties of flame resistance
polyethylene/montmorillonite nanocomposites .................................................... 43
Эълон
қилинган
ишлар
рўйхати
Список
опубликованных
работ
List of published works ...................................................................................... 47
3
ПОЛИМЕРЛАР
КИМЁСИ
ВА
ФИЗИКАСИ
ИНСТИТУТИ
ҲУЗУРИДАГИ
ИЛМИЙ
ДАРАЖАЛАР
БЕРУВЧИ
DSc.27.06.2017.FM/
К
/
Т
.36.01
РАҚАМЛИ
ИЛМИЙ
КЕНГАШ
АСОСИДАГИ
БИР
МАРТАЛИК
ИЛМИЙ
КЕНГАШ
ПОЛИМЕРЛАР
КИМЁСИ
ВА
ФИЗИКАСИ
ИНСТИТУТИ
ДОЛГОВ
ВАЛЕНТИН
ВАДИМОВИЧ
ПОЛИЭТИЛЕН
БИЛАН
МОНТМОРИЛЛОНИТ
АСОСИДА
ОЛОВБАРДОШ
НАНОКОМПОЗИТЛАР
ШАКЛЛАНИШИНИНГ
ЎЗИГА
ХОС
ХУСУСИЯТЛАРИ
,
ХОССАЛАРИ
ВА
ТУЗИЛИШИ
02.00.06 –
Юқори
молекуляр
бирикмалар
02.00.12 –
Нанокимё
,
нанофизика
,
нанотехнология
КИМЁ
ФАНЛАРИ
БЎЙИЧА
ФАЛСАФА
ДОКТОРИ
(PhD)
ДИССЕРТАЦИЯСИ
АВТОРЕФЕРАТИ
Тошкент
— 2017
4
Фалсафа
доктори
(PhD)
диссертацияси
мавзуси
Ўзбекистон
Республикаси
Вазирлар
Маҳкамаси
ҳузуридаги
Олий
аттестация
комиссиясида
B2017.1.PhD/K12
рақам
билан
рўйхатга
олинган
.
Диссертация
Полимерлар
кимёси
ва
физикаси
институтида
бажарилган
.
Диссертация
автореферати
уч
тилда
(
ўзбек
,
рус
,
инглиз
(
резюме
))
Илмий
кенгаш
веб
-
саҳифасида
(www.polychemphys.uz)
ва
«Ziyonet»
ахборот
-
таълим
порталида
(www.ziyonet.uz)
жойлаштирилган
.
Илмий
раҳбар
:
Ашуров
Нигмат
Рустамович
техника
фанлари
доктори
,
профессор
Расмий
оппонентлар
:
Рўзимурадов
Олим
Нарбекович
кимё
фанлари
доктори
,
доцент
Милушева
Ракия
Юнусовна
кимё
фанлари
номзоди
,
катта
илмий
ходим
Етакчи
ташкилот
:
Тошкент
кимё
-
технология
институти
Диссертация
ҳимояси
Полимерлар
кимёси
ва
физикаси
институти
ҳузуридаги
DSc.27.06.2017.FM/K/T.36.01
рақамли
Илмий
кенгаш
асосидаги
Бир
марталик
илмий
кенгашнинг
2017
йил
«
28
»
декабрь
соат
14
:
00
даги
мажлисида
бўлиб
ўтади
(
Манзил
:
100128,
Тошкент
шаҳри
,
Абдулла
Қодирий
кўчаси
, 7
б
уй
.
Тел
.: (+99871)241-85-94,
факс
:
(+99871)241-26-60,
е
-mail: polymer@academy.uz).
Диссертация
билан
Полимерлар
кимёси
ва
физикаси
институтининг
Ахборот
-
ресурс
марказида
танишиш
мумкин
( ___
рақами
билан
рўйхатга
олинган
) (
Манзил
: 100128,
Тошкент
шаҳри
,
Абдулла
Қодирий
кўчаси
, 7
б
уй
.
Тел
.: (+99871)241-85-94).
Диссертация
автореферати
2017
йил
«____» ____________
куни
тарқатилди
.
(2017
йил
«____» _____________
даги
______
рақамли
реестр
баённомаси
)
С
.
Ш
.
Рашидова
Илмий
даражалар
берувчи
Илмий
кенгаш
раиси
,
к
.
ф
.
д
.,
профессор
,
академик
Н
.
Р
.
Вохидова
Илмий
даражалар
берувчи
Илмий
кенгаш
котиби
,
к
.
ф
.
д
.,
катта
илмий
ходим
В
.
О
.
Кудишкин
Илмий
даражалар
берувчи
Илмий
кенгаш
қошидаги
илмий
семинар
раиси
,
к
.
ф
.
д
.,
профессор
5
КИРИШ
(
фалсафа
доктори
(PhD)
диссертацияси
аннотацияси
)
Диссертация
мавзусининг
долзарблиги
ва
зарурати
.
Ҳозирги
кунда
этилен
полимерлари
дунёда
кўп
миқдорда
ишлаб
чиқариладиган
полимер
ҳисобланиб
,
бу
мазкур
маҳсулотнинг
ҳар
йили
интенсив
равишда
қўлланила
-
ётгани
билан
боғлиқдир
.
Шу
билан
бирга
,
этилен
полимерларига
хос
бўлган
баъзи
камчиликлар
,
масалан
,
ёнғинга
чидамлиликнинг
пастлиги
уларнинг
қўллаш
соҳаларини
сезиларли
даражада
чеклайди
.
Жаҳонда
полиэтилен
ва
унинг
асосидаги
материалларнинг
ёнғинга
чи
-
дамлилигини
ошириш
қийин
вазифа
ҳисобланиб
,
бу
нафақат
самарали
,
балки
айни
пайтда
полимернинг
бошқа
қимматли
хоссаларини
сақлаб
қолган
ҳолда
экологик
хавфсиз
,
қулай
ва
арзон
бўлган
ёнишни
секинлаштирувчилар
ва
антипирен
таркиблар
устида
изланиш
билан
боғлиқдир
.
Бунга
боғлиқ
равиш
-
да
,
термик
,
механик
ва
ёнғинга
чидамлилик
каби
хусусиятларини
кучай
-
тириш
мақсадида
этилен
полимерлари
асосидаги
нанокомпозитларни
яратиш
долзарб
вазифалардан
ҳисобланади
.
Мазкур
йўналишда
комплекс
илмий
тад
-
қиқотлар
олиб
бориш
конструкцион
,
техник
ва
электротехник
мақсадларга
мўлжалланган
буюмлар
сифатида
қўллаш
мумкин
бўлган
кучайтирилган
экс
-
плуатацион
ва
юқори
ёнғинга
чидамлилик
хоссаларига
эга
бўлган
материал
-
ларни
яратиш
имконини
беради
.
Ўзбекистон
Республикасида
мустақиллик
йилларида
замонавий
,
илғор
инновацион
технологияларни
ишлаб
чиқиш
,
шунингдек
,
саноатнинг
барқа
-
рор
,
динамик
ривожланиши
ва
экспорт
салоҳиятининг
ўсишига
алоҳида
эъти
-
бор
қаратилди
.
Бу
борада
йирик
корхоналарнинг
(
Шўртан
ва
Устюрт
газ
-
кимё
мажмуалари
)
барпо
этилиши
,
шу
жумладан
,
этилен
ва
пропилен
поли
-
мерларини
турли
мақсадлар
учун
ишлаб
чиқарилиши
билан
боғлиқ
маълум
мувафаққиятларга
эришилди
.
Бироқ
,
конструкцион
,
техник
ва
электротехник
мақсадлар
учун
мўлжалланган
ёнишга
чидамли
композицион
полимер
мате
-
риаллар
ишлаб
чиқаришга
етарли
даражада
эътибор
қаратилмаган
.
Ўзбекис
-
тон
Республикаси
Президентининг
Қарорида
1
ишлаб
чиқаришни
кенгайти
-
риш
мақсадида
«
импорт
ўрнини
босадиган
ва
ички
бозорни
зарур
истеъмол
товарлари
,
ишлаб
чиқариш
-
техник
аҳамиятдаги
маҳсулотлар
ва
материаллар
билан
тўлдиришни
таъминлаш
»
вазифалар
белгилаб
берилган
.
Бу
борада
импорт
ўрнини
босувчи
,
экспортбоп
,
рақобатбардош
,
жаҳон
сифат
стандарт
-
лари
талабларига
мос
бўлган
полиэтилен
,
полипропилен
ва
поливинилхло
-
рид
асосида
ёнғинга
чидамли
нанокомпозитлар
ишлаб
чиқариш
ва
уларнинг
қурилиш
индустрияси
,
машинасозлик
ва
автомобилсозликда
қўллаш
долзарб
масала
ҳисобланади
.
Ўзбекистон
Республикаси
Президентининг
2010
йил
15
декабрдаги
ПҚ
-
1442-
сон
«2011-2015
йилларда
Ўзбекистон
Республикаси
саноатини
ривож
-
лантиришнинг
устувор
йўналишлари
тўғрисида
», 2016
йил
26
декабрдаги
ПҚ
-2698-
сон
«2017-2019
йилларда
тайёр
маҳсулот
турлари
,
бутловчи
буюм
-
1
2016
йил
26
декабрдаги
ПП
-2698-
сон
«2017-2019
йилларда
тайёр
маҳсулот
турлари
,
бутловчи
буюмлар
ва
материаллар
ишлаб
чиқаришни
маҳаллийлаштиришнинг
истиқболли
лойиҳаларини
амалга
оширишни
давом
эттириш
чора
-
тадбирлари
тўғрисида
».
6
лар
ва
материаллар
ишлаб
чиқаришни
маҳаллийлаштиришнинг
истиқболли
лойиҳаларини
амалга
оширишни
давом
эттириш
чора
-
тадбирлари
тўғри
-
сида
», 2017
йил
7
февралдаги
ПФ
-4947-
сон
«
Ўзбекистон
Республикасини
янада
ривожлантириш
бўйича
ҳаракатлар
стратегияси
тўғрисида
»
Фармонида
ҳамда
мазкур
фаолиятга
тегишли
бошқа
меъёрий
-
ҳуқуқий
ҳужжатларда
бел
-
гиланган
вазифаларни
амалга
оширишда
ушбу
диссертация
тадқиқоти
муай
-
ян
даражада
хизмат
қилади
.
Тадқиқотнинг
республика
фан
ва
технологиялари
ривожланиши
-
нинг
устувор
йўналишларига
мослиги
.
Мазкур
тадқиқот
республика
фан
ва
технологиялар
ривожланишининг
«VII.
Кимёвий
технология
ва
нанотех
-
нологиялар
»
устувор
йўналишига
мувофиқ
бажарилган
.
Муаммонинг
ўрганилганлик
даражаси
.
Ҳозирги
вақтда
қатламли
алюмосиликат
тўйинтирилган
этилен
гомо
-
ва
сополимерлари
асосидаги
нанокомпозитларни
олиш
,
уларнинг
структура
ва
хоссаларини
ўрганишга
бағишланган
адабиётларнинг
катта
қисми
мавжуд
.
Бироқ
бу
изланишларнинг
оз
қисмигина
кўрсатилган
этилен
полимерлари
турлари
асосидаги
наноком
-
позитларининг
ёнғинга
чидамлилик
хоссаларини
хамда
уларнинг
таркибига
маълум
таъсир
механизмига
эга
бўлган
антипиренларни
киритиш
орқали
ёнғинга
чидамлиликни
ошириш
муаммосига
тааллуқли
бўлиб
,
бу
нафақат
киритилаётган
антипиреннинг
миқдорини
камайтириш
,
балки
заҳарли
ёниш
-
ни
секинлаштирувчи
моддаларни
қўллашдан
бутунлай
воз
кечиш
имкония
-
тини
беради
.
Мазкур
жиҳатдан
полимер
нанокомпозитларининг
ёнишга
бар
-
қарорлигини
орттиришга
йўналтирилган
назарий
ва
амалий
тадқиқотлар
чет
эл
олимлари
проф
. J.W. Gilman,
проф
. Ch.A. Wilkie
ва
проф
. A.B. Morgan
(
АҚШ
),
проф
. S. Bourbigot,
проф
. M.L. Bras (
Франция
),
проф
. Y. Mingshu
ва
F. Wang (
Хитой
),
к
.
ф
.
д
.,
акад
.
А
.
А
.
Берлин
,
к
.
ф
.
д
.,
проф
.
Г
.
Е
.
Заиков
(
Россия
)
томонидан
,
шунингдек
,
Ўзбекистон
Республикасида
к
.
ф
.
д
.
акад
.
С
.
Ш
.
Рашидова
,
т
.
ф
.
д
.,
акад
.
С
.
С
.
Негматов
,
т
.
ф
.
д
.,
проф
.
Н
.
Р
.
Ашуров
,
к
.
ф
.
д
.,
проф
.
А
.
Т
.
Жалилов
ва
бошқаларнинг
ишларида
ривожлантирилган
.
Полиэтилен
асосидаги
юқори
термик
ва
механик
хоссаларга
эга
бўлиш
билан
бирга
паст
даражада
ёнғиндан
хавфсизлик
хусусиятига
эга
бўлган
полимер
нанокомпозитларни
олиш
билан
боғлиқ
илмий
-
асосланган
ёндашув
-
ларни
ишлаб
чиқиш
ва
уларни
қурилиш
материаллари
маҳаллий
индус
-
трияси
,
машина
ва
автомобилсозликда
қўллаш
мазкур
диссертация
тадқиқо
-
тида
ўз
ечимини
топган
долзарб
ва
муҳим
вазифалар
ҳисобланади
.
Тадқиқотнинг
диссертация
бажарилган
илмий
-
тадқиқот
муассаса
-
сининг
илмий
-
тадқиқот
иши
режалари
билан
боғлиқлиги
.
Диссертация
тадқиқоти
Полимерлар
кимёси
ва
физикаси
институти
илмий
-
тадқиқот
ишла
-
ри
режасининг
ФА
-
Ф
3-
Т
-100 «
Полимерларда
наноструктуралар
уларнинг
синтез
усуллари
ва
уларни
материалларнинг
махсус
хоссаларида
намоён
бўлиш
қонуниятлари
» (2008-2011
йй
.),
ФА
-
Ф
7-
Т
008 «
Нанополимер
система
-
лар
махсус
хоссаларининг
синтез
шароитлари
ва
табиий
ва
синтетик
поли
-
мерлар
синтези
ва
модификацияси
билан
ўзаро
боғлиқлиги
» (2012-2016
йй
.),
ФА
-
А
-14-
Т
045 «
Полиэтилен
асосидаги
қийин
ёнувчан
нанокомпозитларни
яратиш
» (2009-2011
йй
.),
ФА
-
А
12-
Т
-012 «
Қуйи
зичликли
чизиқли
поли
-
7
этилен
асосида
термик
барқарор
таркибларни
олиш
технологиясини
ишлаб
чиқиш
» (2012-2014
йй
.)
фундаментал
ва
амалий
лойиҳалар
доирасида
бажа
-
рилган
.
Тадқиқотнинг
мақсади
қуйи
зичликка
эга
чизиқли
полиэтилен
асосида
нанокомпозитларни
шакллантириш
шароитларини
,
шунингдек
,
уларнинг
структураси
билан
термик
,
механик
ва
ўтга
чидамлилик
характеристикалари
орасидаги
боғлиқликни
аниқлашдан
иборат
.
Тадқиқотнинг
вазифалари
:
P,P',P''-
трифенил
-P'''-
октадецилфосфоний
бромидини
(
модификатор
),
малеинизацияланган
полиэтиленни
синтез
қилиш
,
натрий
монтмориллони
-
тини
аммонийли
ва
фосфонийли
органик
тузлар
билан
модификациялаш
ва
уларнинг
баъзи
хоссаларини
тадқиқ
қилиш
;
монтмориллонит
турига
(
модификацияланмаган
ва
модификацияланган
)
ҳамда
малеинизацияланган
полиэтилен
тури
ва
концентрациясига
,
шунинг
-
дек
,
полимер
матрица
қутбланганлигига
боғлиқ
равишда
полимер
наноком
-
позитларини
олиш
;
олинган
полимер
композитларининг
термик
,
физик
-
механик
ва
ўтга
чи
-
дамлилик
характеристикаларини
тадқиқ
этиш
ва
хоссаларнинг
уларни
олиш
жараёнида
шаклланувчи
структура
тури
ва
морфологиясига
боғлиқлигини
аниқлаш
;
қўшимча
равишда
иссиқликдан
кенгаювчи
графит
тутган
ва
монтморил
-
лонит
тури
билан
фарқланувчи
композитларни
олиш
ҳамда
полимер
компо
-
зитларнинг
тузилиш
тури
ва
уларнинг
ўтга
чидамлилик
характеристикалари
орасидаги
ўзаро
боғлиқликни
аниқлаш
.
Тадқиқотнинг
объекти
:
модификацияланган
монтмориллонит
,
малеи
-
низациялашган
полиэтилен
,
полиэтилен
нанокомпозитлари
намуналари
,
шу
-
нингдек
,
қўшимча
равишда
ёнишни
секинлаштирувчи
моддалар
тутган
поли
-
мер
нанокомпозитлардан
иборат
.
Тадқиқотнинг
предмети
малеинизацияланган
полиэтилен
концентра
-
цияси
ва
модификацияланган
монтмориллонит
турининг
полимер
композит
-
лар
шаклланишига
таъсирини
тадқиқ
этиш
,
шунингдек
,
олинган
нанокомпо
-
зитлар
(
шу
жумладан
,
ёнишни
секинлаштирувчи
тутган
)
ва
уларнинг
хос
-
салари
орасидаги
ўзаро
боғлиқликни
аниқлашдан
иборат
.
Тадқиқотнинг
усуллари
.
Тадқиқотларда
олинган
материалларнинг
структураси
ва
хоссаларини
тадқиқ
этишнинг
кимёвий
,
физикавий
ва
физик
-
кимёвий
усулларидан
фойдаланилган
.
Жумладан
,
титриметрия
,
элемент
ва
рентгено
-
структуравий
таҳлил
,
электрон
микроскопия
,
инфрақизил
спектро
-
скопия
,
термогравиметрия
ва
дифференциал
сканерловчи
калориметрия
усул
-
лари
,
шунингдек
,
чўзилишдаги
таранглик
модули
,
ёнишга
барқарорлик
,
кис
-
лород
индекси
,
тутун
ҳосил
қилиш
коэффициенти
,
суюқланманинг
оқиш
кўр
-
саткичи
ва
бошқа
усуллар
қўлланилган
.
Тадқиқотнинг
илмий
янгилиги
қуйидагилардан
иборат
:
қуйи
зичликли
чизиқли
полиэтилен
суюқланмасида
(
юқори
молекуляр
масса
билан
фарқланувчи
)
малеинизацияланган
полиэтилен
ва
ҳар
хил
тур
-
даги
модификацияланган
монтмориллонитни
аралаштиришнинг
қатламли
8
алюмосиликат
эксфолиацияси
амалга
ошиши
имконини
берувчи
оптимал
шароитлари
аниқланган
;
тўлдирилмаган
полиэтилендан
юқори
термик
,
механик
ва
ўтга
чидамли
-
лик
характеристикалари
мажмуи
билан
фарқланувчи
,
қатламли
алюмоси
-
ликатнинг
юқори
эксфолиация
даражасига
эга
бўлган
полимер
нанокомпо
-
зитлар
олинган
;
композитларнинг
олиниш
жараёнида
(
монтмориллонит
тури
ва
малеи
-
низацияланган
полиэтилен
концентрациясига
боғлиқ
равишда
)
шаклланувчи
структура
турлари
билан
уларнинг
термик
,
механик
ва
ўтга
чидамлилик
ха
-
рактеристикалари
ўртасидаги
корреляцион
боғлиқлик
аниқланган
;
илк
бор
қўшимча
равишда
иссиқликдан
кенгаювчи
графит
тутган
юқори
даражадаги
ёнғинга
барқарорликка
эга
ва
таркибида
кичик
миқдорда
ёнишни
секинлаштирувчи
мавжудлиги
ҳамда
ёнишга
юқори
даражада
барқарорлиги
билан
фарқланувчи
полимер
нанокомпозитлар
таркиби
ишлаб
чиқилган
.
Тадқиқотнинг
амалий
натижалари
қуйидагилардан
иборат
:
малеинизацияланган
полиэтилен
(
юқори
молекуляр
масса
ва
малеин
ангидридини
пайвандлаш
даражаси
билан
тавсифланувчи
),
модификация
-
ланган
монтмориллонит
ва
қуйи
зичликли
чизиқли
полиэтилен
асосидаги
(
полимер
суюқланмасида
компонентларни
аралаштириш
орқали
ҳосил
қи
-
линган
)
нанокомпозитларни
олиш
шароитлари
оптималлаштирилган
,
шу
-
нингдек
,
қатламли
алюмосиликат
эксфолиацияси
юз
берадиган
шароитлар
аниқланган
;
қатламли
алюмосиликат
эксфолиация
даражаси
ортиши
билан
маълум
шароитларда
полимернинг
таранглик
-
мустаҳкамлик
ва
термик
хоссалари
ҳам
ортиши
қайд
этилган
;
миқдори
10
мас
.%
дан
ортмайдиган
миқдорда
қўшимча
равишда
иссиқ
-
ликдан
кенгаювчи
графит
тутган
полимер
нанокомпозитларгина
юқори
дара
-
жадаги
ёнишга
барқарорлик
хоссалари
билан
тавсифланиши
қайд
этилган
.
Тадқиқот
натижаларининг
ишончлилиги
кимёвий
,
физикавий
ва
физик
-
кимёвий
таҳлил
усуллари
,
шунингдек
,
ўлчашлар
натижаларининг
ста
-
тистик
ишлов
усуллари
билан
тасдиқланган
.
Тадқиқот
натижаларининг
рес
-
публика
ва
халқаро
анжуманларда
муҳокамадан
ўтганлиги
,
шунингдек
,
им
-
пакт
-
факторли
,
тақриздан
ўтказувчи
илмий
нашрларда
чоп
этилганлиги
,
олинган
тадқиқот
натижаларининг
ишончлилигини
тасдиқлайди
.
Олинган
тажриба
натижалари
аниқ
,
қайта
ҳосил
қилинадиган
ва
бошқа
тадқиқотчилар
томонидан
олинган
натижаларга
зид
эмас
.
Тадқиқот
натижаларининг
илмий
ва
амалий
аҳамияти
.
Тадқиқот
натижаларининг
илмий
аҳамияти
полимер
нанокомпозитларнинг
структура
турлари
ва
уларнинг
хоссалари
орасидаги
корреляцион
боғлиқликдан
иборат
.
Қатламли
алюмосиликат
эксфолиация
даражаси
кўп
жиҳатдан
таркибида
модификацияланган
монтмориллонит
сақлаган
модификатор
кимёвий
струк
-
турасига
,
малеинизацияланган
полиэтилен
ва
пайвандланган
малеин
ангид
-
риди
концентрациясига
,
шунингдек
,
полимерларнинг
аралашуви
амалга
оширилаётган
шароитларга
боғлиқ
эканлиги
кўрсатилган
.
Ишнинг
мазмуни
ва
бажарилган
тадқиқотлар
мажмуи
полимерлар
кимёси
ва
технологияси
,
9
полимер
материаллари
ихтисослиги
бўйича
ОТМ
ларнинг
ўқув
дастурларига
киритилиши
мумкин
.
Тадқиқот
натижаларининг
амалий
аҳамияти
қатламли
алюмосиликат
эксфолиациясининг
юқори
даражасига
эга
бўлган
полимер
нанокомпозитлар
асосида
узлуксиз
ва
оддий
«
олиш
-
қайта
ишлаш
-
буюм
»
схемаси
бўйича
саноат
кўламида
турли
мақсадларга
мўлжалланган
буюмлар
ишлаб
чиқа
-
ришга
имкон
берувчи
усулининг
яратилишидан
иборат
.
Ишлаб
чиқилган
полимер
нанокомпозитлар
олиш
усули
Ўзбекистон
Республикаси
Шўртан
ГКМ
га
иссиқ
сув
таъминоти
учун
босимли
сув
қувурларига
(
полипропилен
асосидаги
босимли
сув
қувурлари
ўрнига
),
шунингдек
юқори
ёнғиндан
хавфсизликка
эга
бўлган
декоратив
алюмин
-
полимерли
«
сендвич
-
панеллар
»,
ишлаб
чиқаришда
қўллаш
учун
тавсия
этилган
.
Тадқиқот
натижаларининг
жорий
қилиниши
.
Полиэтилен
/
монтмо
-
риллонит
нанокомпозитлар
ва
ёнғинга
чидамли
нанокомпозитлар
олиниш
технологияси
соҳаларини
тадқиқ
қилиш
натижаларига
мувофиқ
:
нанокомпозитлар
олиш
технологияси
(
ХХР
,
Россия
,
Украина
,
Белорус
-
сия
ҳамкорлигида
) «Studies on halogen-free flame retardant nylon-66/clay
nanocomposites»
халқаро
кооперация
лойиҳасида
қўлланилган
(
Хитой
Фан
-
лар
академияси
Кимё
институтининг
2017
йил
12
октябрдаги
маълумотно
-
маси
).
Натижада
ишлаб
чиқилган
полимер
нанокомпозитларини
олиш
усули
автомобилсозликда
ва
қурилиш
материаллари
индустриясида
қўлланила
-
диган
ёнғинга
чидамли
кам
миқдорда
секинлаштирувчилар
тутган
полимер
материаллар
ишлаб
чиқаришга
имкон
берган
;
нанокомпозитлар
олиш
технологияси
А
-12-95
рақамли
«
Толали
масса
(
хом
пахта
)
билан
таъсирлашувчи
кристалланадиган
полимерлар
асосидаги
антифрикцион
-
ишқаланишга
чидамли
нанокомпозитлар
олиш
технология
-
сини
ишлаб
чиқиш
» (2014-2017
йй
.)
мавзусидаги
лойиҳада
қўлланилган
(
Ўзбекистон
Республикаси
Фанлар
академиясининг
2017
йил
10
октябрдаги
4/1255-2100-
сон
маълумотномаси
).
Натижада
кам
миқдорда
алюмосиликат
тутган
наноструктурали
композицион
полимер
материаллар
ва
юқори
анти
-
фрикцион
хоссаларга
эга
бўлган
материаллар
,
қишлоқ
хўжалик
машиналари
-
нинг
ишқаланишга
бардошлилик
қисмида
қўлланиладиган
деталлар
ишлаб
чиқариш
технологияси
учун
асос
яратган
.
Полиэтиленга
модификацияланган
монтмориллонит
киритиш
ва
юқори
эксфолиация
даражасига
эришиш
хисобига
механик
,
термик
ва
ёнғинга
чидамлилик
характеристикаларини
кучайтиришга
доир
тадқиқот
натижалари
хорижий
илмий
журналлардаги
мақолаларда
фойдаланилган
(Polymer
composites, 2017.
№
2. IF = 2,32; Polymer science, 2017, V. 59.
№
2. IF = 0,82;
Journal of applied polymer science, 2014, V. 131.
№
2. IF = 1,77).
Натижада
чоп
этилган
тадқиқот
натижалари
полиэтилен
/
монтмориллонит
нанокомпозит
-
ларининг
структураси
,
хоссалари
ва
олиниши
ҳақидаги
тасаввурларни
кен
-
гайтирган
.
Тадқиқот
натижаларининг
апробацияси
.
Мазкур
тадқиқот
натижала
-
ри
5
та
халқаро
ва
2
та
республика
илмий
-
амалий
анжуманларда
муҳокама
қилинган
.
10
Тадқиқот
натижаларнинг
эълон
қилинганлиги
.
Диссертация
мавзуси
бўйича
жами
12
та
илмий
ишлар
чоп
этилган
,
шулардан
,
Ўзбекистон
Респуб
-
ликаси
Олий
аттестация
комиссиясининг
фалсафа
докторлик
(PhD)
диссерта
-
циялари
асосий
илмий
натижаларини
чоп
этиш
тавсия
этилган
илмий
нашр
-
ларда
5
та
,
шу
жумладан
, 3
таси
республика
ва
2
таси
хорижий
журналларда
нашр
этилган
.
Диссертациянинг
тузилиши
ва
ҳажми
.
Диссертация
таркиби
кириш
,
учта
боб
,
хулоса
,
фойдаланилган
адабиётлар
рўйхати
ва
иловалардан
иборат
.
Диссертациянинг
ҳажми
120
бетни
ташкил
этади
.
ДИССЕРТАЦИЯНИНГ
АСОСИЙ
МАЗМУНИ
Кириш
қисмида
натижаларнинг
долзарблиги
ва
талабга
мос
эканлиги
асосланган
,
шунингдек
,
тадқиқотларнинг
Ўзбекистон
Республикаси
фан
ва
технолгиялар
ривожланишиининг
устувор
йўналишларига
мувофиқ
келувчи
мақсад
ва
вазифалари
шакллантирилган
;
тадқиқотнинг
объектлари
ва
пред
-
мети
келтирилган
;
илмий
тадқиқот
натижаларининг
ишончлилиги
асослан
-
ган
;
олинган
тадқиқот
натижаларининг
илмий
янгилиги
ва
амалий
аҳамияти
баён
қилинган
;
нашр
этилган
ишлар
ва
диссертация
тузилиши
ҳақидаги
маълумотлар
келтирилган
.
Диссертациянинг
биринчи
«
Этилен
полимерлари
асосида
ёнғинга
чидамли
нанокомпозитлар
:
муаммонинг
ҳолати
ва
уни
ҳал
этиш
йўлла
-
ри
»
бобида
қатламли
алюмосиликатлар
ва
турли
таъсир
этиш
механизмига
эга
ёнишни
секинлаштирувчилар
(
антипиренлар
)
билан
тўлдирилган
этилен
полимерлари
асосидаги
нанокомпозитларнинг
ёнишга
барқарорлигини
ортти
-
риш
усулларига
доир
замонавий
адабиётларнинг
танқидий
таҳлили
келтирил
-
ган
.
Диссертациянинг
иккинчи
«
Тадқиқот
усуллари
ва
объекти
»
боби
таркибига
қўлланилган
материалларнинг
асосий
характеристикалари
,
модификатор
(P,P',P''-
трифенил
-P'''-
октадецилфосфоний
бромиди
)
синтези
,
полиэтиленнинг
функционаллашуви
ва
монтмориллонитнинг
модификация
-
ланиши
усуллари
,
шунингдек
,
олинган
объектларнинг
структураси
ва
хос
-
саларини
тадқиқ
этиш
услублари
киритилган
қисмлардан
иборат
.
Диссертациянинг
учинчи
«
Олинган
натижалар
ва
уларнинг
муҳока
-
маси
»
боби
модификацияланган
монтмориллонит
,
малеинизацияланган
поли
-
этилен
(
ПЭМА
),
полимер
нанокомпозитлар
ва
қўшимча
равишда
иссиқлик
-
дан
кенгаювчи
графит
тутган
нанокомпозитларнинг
структураси
ва
хоссала
-
рини
тадқиқ
этишга
бағишланган
.
Диссертация
учинчи
бобининг
биринчи
қисмида
модификатор
структу
-
раси
ва
баъзи
хоссалари
таҳлили
натижалари
келтирилган
шунингдек
, 1-
октадециламмоний
хлориди
(C
18
N-MMT)
ҳамда
P,P',P''-
трифенил
-P'''-
окта
-
децилфосфоний
бромиди
(C
18
P-MMT)
билан
модификацияланган
монтморил
-
лонитининг
структуравий
ва
термик
хоссалари
савдода
«Cloisite 20A»
номи
билан
маълум
бўлган
модификацияланган
монтмориллонит
(
мазкур
ишда
(
С
18
)
2
N-MMT)
хоссалари
билан
солиштирилган
ҳолда
муҳокама
этилади
.
11
Диссертация
учинчи
бобнинг
иккинчи
бўлимида
қуйида
келтирилган
реакция
бўйича
олинган
ва
пайвандланган
малеин
ангидридининг
концен
-
трацияси
билан
фарқланувчи
икки
турдаги
малеинизацияланган
полиэти
-
леннинг
структураси
ва
уларнинг
баъзи
хоссалари
муҳокама
этилади
.
Полимернинг
45
мас
.%
миқдоридаги
пайвандланган
малеин
ангидриди
тутган
биринчи
тури
эритувчи
муҳитидаги
қуйи
зичликли
чизиқли
полиэти
-
ленни
(
ҚЗЧПЭ
)
малеинизациялаш
орқали
, 5
мас
.%
миқдоридаги
пайванд
-
ланган
малеин
ангидриди
тутган
иккинчи
тури
эса
суюқланма
ҳолатидаги
полиэтиленни
малеинизациялаш
орқали
олинди
.
1-
расм
.
Полимер
композитларини
рентген
дифрактограммалари
(
чап
тараф
)
ва
ПЭ
/
ПЭМА
/C
18
P-MMT
нанокомпозити
намунаси
ультраюпқа
кесимининг
электрон
микроскопик
сурати
(
таркиб
77,6/19,4/3,0
мас
.%)
(
ўнг
тараф
).
ИҚ
-
спектроскопия
усули
ёрдамида
икки
хил
усулда
олинган
малеиниза
-
цияланган
полиэтилен
спектрида
полиэтилен
макрозанжири
метилен
гуруҳ
-
ларининг
валент
ва
деформацион
табранишига
хос
ютилиш
чизиқларидан
ташқари
,
циклик
ангидриддаги
карбонил
гуруҳининг
валент
(1864
см
–1
)
ва
деформацион
(1784
см
–1
)
тебранишларига
мансуб
бўлган
янги
ютилиш
чизиқлари
мавжуд
эканлиги
қайд
этилган
.
Малеинизацияланган
полиэтилен
таркибидаги
пайвандланган
малеин
ангидриди
концентрацияси
ортиши
би
-
лан
ҳамда
унинг
кимёвий
структураси
хусусияти
сабабли
кристалланиш
да
-
12
ражаси
камайиши
(3-
жадвал
)
ҳамда
термооксидланиш
деструкциясига
бар
-
қарорлиги
ҳам
пасайиши
аниқланди
(1, 2
ва
3-
жадвал
қ
.).
1-
жадвал
Таркибида
натрийли
ёки
модификацияланган
монтмориллонит
тутган
полимер
на
-
муналари
ва
улар
асосидаги
композитларнинг
масса
йўқотилишидаги
ҳароратлари
Намуна
номи
ва
компонентлар
нисбати
(
мас
.%
ларда
)
Ҳарорат
, °
С
5% 10% 50%
∆
Т
10%
инерт
газ
атмосфераси
(N
2
)
ҚЗЧПЭ
100
446
458
480
—
ПЭМА
100
391
444
476
—
ПЭ
/C
18
P-MMT 97/3
446
458
483
0
ПЭ
/
ПЭМА
/C
18
P-MMT 97(95/5)/3
448
460
485
—
ҳаво
атмосфераси
ҚЗЧПЭ
100
317
341
391
—
ПЭМА
100
291
352
438
—
ПЭ
/
С
18
P-MMT 97/3
320
347
415
+6
ПЭ
/Na-MMT 97/3
307
338
397
–3
ПЭ
/
ПЭМА
95/5 304
338
408
—
ПЭ
/
ПЭМА
/
С
18
P-MMT 92,1/4,9/3,0
292
327
427
–11
ПЭ
/
ПЭМА
/Na-MMT 92,1/4,9/3,0
307
347
402
+9
ПЭ
/
ПЭМА
80/20 291
332
410
—
ПЭ
/
ПЭМА
/C
18
P-MMT 77,6/19,4/3,0
305
382
437
+50
ПЭ
/
ПЭМА
/Na-MMT 77,6/19,4/3,0 297
339
414
+7
Изоҳ
.
Модификацияланган
монтмориллонит
фойдаланилган
C
18
P-
ММТ
(
модификацияланган
P,P',P''-
трифенил
-P'''-
октадецилфосфоний
бромиди
билан
),
таркибидаги
модификатор
33,7
мас
.%
ни
ташкил
қилади
.
Диссертация
учинчи
бобининг
учинчи
қисмида
компонентларни
суюқ
-
ланма
ҳолатдаги
полиэтилен
билан
аралаштириш
йўли
билан
олинган
поли
-
мер
композитларининг
структураси
ва
хоссалари
муҳокама
қилинади
. 1-
расм
-
дан
(
чап
тараф
)
структура
таркиби
ва
тури
билан
фарқланувчи
икки
компо
-
зитнинг
дифракцион
рентген
спектрлари
келтирилган
.
Кўриниб
турибдики
,
дастлабки
монтмориллонит
рефлекс
ҳолатига
хос
ўртача
интенсивликдаги
рефлекс
мавжуд
бўлган
ПЭ
/C
18
P-MMT
композити
спектрига
нисбатан
тарки
-
бида
19,4
мас
.%
малеинизацияланган
полиэтилен
тутган
ПЭ
/
ПЭМА
/C
18
P-
MMT
композит
спектрида
фақатгина
шартли
максимуми
4,64
град
(
d
[001]
=
1,90
нм
)
га
тўғри
келувчи
паст
интенсивликдаги
дўнглик
кўринади
.
Қатламли
алюмосиликат
эксфолиацияси
борасида
композит
таркибидаги
монтморил
-
лонит
рефлекс
интенсивлигининг
камайиши
(
ёки
бўлмаслиги
)
ни
эътиборга
олган
ҳолда
фикр
юритилди
.
Шу
билан
бирга
, 1-
расмда
(
ўнг
тараф
)
ПЭ
/
ПЭМА
/C
18
P-MMT
полимер
нанокомпозити
намунаси
ультраюпқа
кеси
-
мидан
олинган
электрон
микроскопик
сурати
келтирилган
бўлиб
,
унда
поли
-
мер
макрозанжирлари
билан
кучли
ва
кучсиз
интеркалирланган
(
бўйлама
йўналишда
жойлашган
)
зарраларни
(«
йўл
-
йўл
»
ҳосилалар
)
ҳамда
бир
неча
алюмосиликат
қатламларидан
ташкил
топган
қалинлиги
5
нм
дан
кам
бўлган
зарраларни
кўриш
мумкин
.
Монтмориллонит
тури
билан
фарқланувчи
композитларнинг
дифракци
-
он
спектрлари
бўйича
ўтказилган
солиштирма
таҳлилга
асосан
полиэтилен
13
асосли
композит
таркибига
ташқаридан
киритилган
модификацияланган
монтмориллонитдаги
қатламлараро
масофа
қанчалик
катта
ва
малеиниза
-
цияланган
полиэтилен
концентрацияси
қанча
юқори
бўлса
,
қатламли
алюмо
-
силикат
эксфолиацияси
даражаси
шунчалик
юқори
бўлади
.
Бунда
қатламли
алюмосиликат
эксфолиацияси
компонентларни
аралаштириш
давомийлиги
ва
аралашма
суюқланмасининг
қовушқоқлигига
ҳам
боғлиқ
эканлиги
кўрса
-
тилди
.
Умуман
олганда
,
олинган
полимер
композитлардан
таркибида
қатлам
-
ли
алюмосиликат
интеркаляцияланган
ёки
эксфолиацияланган
заррачалар
устун
бўлганлари
нанокомпозитларга
мансуб
бўлиб
,
улар
жумласига
:
ПЭ
/
ПЭМА
/C
18
N-MMT (92/5/3
мас
.%),
ПЭ
/
ПЭМА
/C
18
P-MMT (77,6/19,4/3,0
мас
.%)
ва
ПЭ
/
ПЭМА
/(C
18
)
2
N-MMT (75/20/5
мас
.%)
киради
.
Рентгенострукту
-
равий
анализ
натижаларига
кўра
,
қолган
барча
таркибларда
қатламли
алюмо
-
силикатнинг
бирламчи
заррачалар
улуши
(
полимер
макрозанжирлари
билан
интеркаляцияланмаган
заррачалар
)
сезиларли
даражади
устунлик
қилади
.
2-
жадвал
Таркибида
модификацияланган
монтмориллонит
ёки
органик
антиоксидантлар
тутган
полимер
намуналари
ва
улар
асосидаги
композитларнинг
масса
йўқотилишидаги
ҳароратлари
Намуна
номи
ва
компонентлар
нисбати
(
мас
.%
ларда
)
Ҳарорат
, °
С
E
а
,
кЖ
/
мол
(
Т
3%
,°
С
)
5% 10% 50%
∆
Т
10%
ҚЗЧПЭ
100
356
372
440
—
109,6
(330)
ПЭ
/(C
18
)
2
N-MMT 95/5
361
392
445
+20
96,3
(345)
ПЭМА
100
327
350
440
—
—
ПЭМА
/(C
18
)
2
N-MMT 95/5 359
420
460
+70
34,9
(310)
ПЭ
/
ПЭМА
50/50
307
358
440
—
—
ПЭ
/
ПЭМА
/(C
18
)
2
N-MMT 75/20/5 408
426
460
+68
198,1
(360)
ПЭ
/
Irganox
1076
99,775/0,225 390 415 448
+43
102,1 (350)
ПЭ
/
Irganox
1076 +
Irgafos
168 99,775/0,225 380 400 440
+28
212,1 (365)
Изоҳлар
: 1.
Таркибида
39
мас
.%
гача
N,N'-
диметил
-N'',N'''-
диалкиламмоний
тузлари
(65% –
[(CH
3
)
2
(C
18
H
37
)
2
N]Cl, 30% – [(CH
3
)
2
(C
16
H
33
)
2
N]Cl
ва
5% – [(CH
3
)
2
(C
12
H
25
)
2
N]Cl)
аралашмаси
бўлган
«Cloisite 20A» (Southern Clay Product Inc.)
маркасидаги
(C
18
)
2
N-
ММТ
монтмориллонити
)
модификацияланган
монтмориллонити
қўлланилди
. 2.
ПЭМА
–
малеинизацияланган
полиэтилен
;
суюқланма
ҳолидаги
полиэтиленга
малеин
ангидридини
пайвандлаш
билан
олинган
.
Пайванд
-
ланган
малеин
ангидриди
миқдори
5
мас
.%
ни
ташкил
этган
. 3.
Савдодаги
номланиши
«Irgafos
168»
бўлган
трис
(2,4-
ди
-
учламчи
-
бутилфенил
)
фосфит
(C
42
H
63
O
3
P)
ва
«Irganox 1076»
деб
ном
олган
октадецил
-3-(3,5-
ди
-
учламчи
-
бутил
-4-
гидроксифенил
)
пропионат
(C
35
H
62
O
3
)
органик
барқарорлаш
-
тирувчилари
қўлланилди
.
Полимер
композитларнинг
термик
хоссалари
монтмориллонит
тури
ва
полимер
асоснинг
қутбланганлигига
боғлиқ
равишда
тадқиқ
этилди
. 1-
жад
-
валда
келтирилган
маълум
масса
йўқотишларга
мос
келувчи
температура
қийматларидан
кўринадики
, 50°
С
ни
ташкил
этувчи
T
10%
қийматларидаги
нисбатан
катта
фарқ
полимер
нанокомпозит
ПЭ
/
ПЭМА
/C
18
Р
-
ММТ
(
таркиб
77,6/19,4/3,0
мас
.%)
ҳамда
80
мас
.%
полиэтилен
ва
20
мас
.%
малеиниза
-
цияланган
полиэтилендан
ташкил
топган
тўлдирувчилар
тутмаган
полимер
аралашма
орасида
кузатилади
.
Аналогик
боғлиқлик
(5
мас
. %
пайвандланган
малеин
ангидриди
тутган
)
малеинизацияланган
полиэтилен
асосидаги
компо
-
зитларда
,
шунингдек
,
у
алоҳида
компонент
сифатидагина
мавжуд
бўлган
композитларда
ҳам
кузатилади
(2-
жадвал
, 2-
расм
чап
тараф
).
14
Таркибида
модификацияланган
монтмориллонит
тутган
полимер
компо
-
зитлар
ҳамда
фенол
ва
фосфит
типидаги
органик
антиоксидантлар
тутган
таркибларнинг
термик
барқарорлиги
солиштирма
баҳоланди
.
Нанокомпозит
ПЭ
/
ПЭМА
/(C
18
)
2
N-MMT
да
термооксидланиш
деструкциясининг
самарали
активланиш
энергияси
(
E
a
)
қиймати
бошқа
полимер
таркибларникига
қара
-
ганда
икки
баробар
юқори
бўлиб
,
қиймати
жиҳатидан
органик
барқарор
-
лаштирувчиларнинг
синергик
аралашмаси
тутган
полимер
таркибга
яқин
эканлиги
кўрсатилди
(2-
жадвал
).
Кўриниб
турганидек
,
таркибида
эксфолиир
-
ланган
алюмосиликат
зарралари
тутган
композитлар
таркибида
бирламчи
зарралар
улуши
анча
катта
бўлган
композитларга
қараганда
юқори
даража
-
даги
термик
барқарорлиги
билан
тавсифланади
.
Нанокомпозит
таркибидаги
полимернинг
термооксидланиш
деструкциясида
юзага
келадиган
ва
бузиб
юбориш
учун
жуда
катта
энергия
талаб
қилинувчи
тармоқланган
ёки
пай
-
вандланган
маҳсулотлар
ҳосил
бўлиши
қатламли
алюмосиликат
нисбий
эксфолиация
даражаси
ортиши
билан
сони
кўпаювчи
макрорадикаллар
ре
-
комбинацияси
реакциялари
билан
боғлиқ
деб
тахмин
қиламиз
.
2-
расм
.
Таркибида
модификацияланган
монтмориллонит
ёки
органик
антиоксидантлар
сақлаган
полимер
таркиблар
ва
полимер
намуналари
ТГ
-
эгрилари
(
чап
тараф
)
ва
масса
йўқотилишиниг
кинетик
эгрилари
(
ўнг
тараф
).
Шунингдек
,
полимер
нанокомпозитларнинг
термооксидланиш
деструк
-
циясига
барқарорлиги
изотермик
режимда
(«
тезлаштирилган
эскириш
»
ёки
«
печда
эскириш
»
усули
)
тадқиқ
этилди
.
Синовлар
давомийлиги
ҳаво
атмо
-
сферасида
100
соатни
ташкил
этди
.
Синовлар
давомида
полимерларнинг
масса
йўқотилиши
катталиги
(
Δ
W
100
)
орқали
акс
эттирилган
термобарқарор
-
лиги
қуйидаги
қатор
бўйлаб
ортиб
боради
:
ПЭ
(2,80%) <
ПЭМА
(2,09%) <
ПЭ
/
ПЭМА
(1,63%);
композитлар
термобарқарорлиги
қатори
эса
қуйидаги
кўринишда
намоён
бўлади
:
ПЭМА
/(C
18
)
2
N-
ММТ
(1,57%) <
ПЭ
/(C
18
)
2
N-
ММТ
15
(1,28%) <
ПЭ
/
ПЭМА
/(C
18
)
2
N-
ММТ
(1,21%).
Бунда
масса
йўқотилишининг
кичик
қийматларига
қараб
,
малеинизацияланган
полиэтилен
асосидаги
ком
-
позитлар
намуналарининг
термооксидланиш
деструкцияси
полиэтилен
асо
-
сидаги
композитларга
нисбатан
бирмунча
жадалроқ
бориб
,
бу
полимер
деструкциясининг
тезлашишида
алюмосиликат
юзасидаги
кимёвий
гуруҳлар
иштирокига
боғлиқ
,
деган
хулосага
келиш
мумкин
(2-
расм
ўнг
тараф
).
3-
расм
.
Полиэтилен
,
малеинизацияланган
полиэтилен
ва
икки
полимер
аралашмалари
ҳамда
улар
асосидаги
композитларнинг
суюқланиш
(
чап
тараф
)
ва
кристалланиш
(
ўнг
тараф
)
ДСК
-
эгрилари
.
Дифференциал
сканерловчи
калориметрия
усулида
(«
қиздириш
-
сову
-
тиш
-
қиздириш
»
режимида
)
полимер
композитлардаги
фазавий
ўтишлар
уларни
олиш
жараёнида
шаклланувчи
структура
турига
боғлиқ
равишда
тадқиқ
этилди
(3-
расм
, 3-
жадвал
).
Суюқланиш
ҳарорати
бўйича
ПЭ
/
ПЭМА
/C
18
P-MMT
полимер
нанокомпозит
намуналари
ва
дастлабки
полимерли
аралашма
орасида
сезиларли
фарқ
йўқлигига
қарамай
,
наноком
-
позитнинг
кристалланиш
даражаси
(
χ
)
бошқа
намуналарнинг
кристалланиш
даражасига
қараганда
анча
кичикдир
(3-
расм
чап
тараф
, 3-
жадвал
).
Олинган
амалий
натижалардан
хулоса
қилиш
мумкинки
,
нанокомпозитнинг
кристал
-
ланиш
даражаси
камайиши
малеинизацияланган
полиэтилен
функционал
гуруҳлари
ва
алюмосиликат
зарралари
сиртидаги
кимёвий
гуруҳлар
орасида
(
фазалараро
бўлиниш
чегарасида
)
юзага
келадиган
ва
полимер
занжирлари
қўзғалувчанлигини
чеклаб
,
унинг
кристалланишини
қийинлаштирувчи
кимё
-
вий
ва
физикавий
ўзаро
таъсирлар
билан
боғлиқдир
(3-
расм
ўнг
тараф
, 3-
жадвал
).
Монтмориллонит
тури
ва
малеинизацияланган
полиэтилен
тури
билан
фарқланувчи
,
таркибида
5
мас
.% (4-
жадвал
)
ва
45
мас
.% (5-
жадвал
)
пайванд
-
16
ланган
малеин
ангидриди
тутган
полимер
нанокомпозитларининг
механик
характеристикалари
тадқиқ
этилди
.
3-
жадвал
Полиэтилен
,
малеинизацияланган
полиэтилен
ва
улар
асосидаги
монтмориллонит
тури
билан
фарқланувчи
икки
полимер
аралашмалари
ҳамда
композитларнинг
суюқланиш
(
кристалланиш
)
ҳарорати
ва
иссиқлиги
,
кристалланиш
даражаси
Намуна
номи
ва
компонентлар
нисбати
(
мас
.%
ларда
)
ДСК
эгисидаги
макси
-
мумга
тўғри
келадиган
ҳарорат
, °
С
Иссиқлик
,
Ж
/
г
χ
, %
T
с
1
T
с
2
Т
кр
H
с
H
кр
ҚЗЧПЭ
100
117,6
—
99,4
110,1
–78,3
37,6
ПЭМА
100
106,3 — 81,2 74,8 –47,5 25,5
ПЭ
/Na-MMT
97/3
121,0 109,0 107,9 105,2 –125,4 37,0
ПЭ
/C
18
P-MMT
97/3
121,1 109,0 108,3 122,9 –131,3 43,2
ПЭ
/
ПЭМА
80/20
121,3 106,9 111,9 92,9 –88,7 31,7
ПЭ
/
ПЭМА
/Na-MMT 77,6/19,4/3,0 120,9 105,6 110,5 91,9 –81,5 32,3
ПЭ
/
ПЭМА
/C
18
P-MMT 77,6/19,4/3,0 120,9 105,6 111,9 81,0 –73,6 28,5
Изоҳ
.
Кристалланиш
даражаси
қуйи
зичликли
чизиқли
бутунлай
кристалланган
полиэтиленнинг
293,0
Ж
/
г
ни
ташкил
этувчи
суюқланиш
иссиқлигига
нисбатан
ҳисобланди
.
4-
жадвалдан
кўринадики
,
композит
таркибида
малеинизацияланган
полиэтиленнинг
мавжудлиги
модификацияланган
монтмориллонит
тутган
композитларнинг
таранглик
модули
(
Е
)
ортишига
олиб
келади
.
Полимерда
алюмосиликат
заррачаларининг
эксфолияцияланган
қисмининг
ортиши
би
-
лан
унинг
таранглик
модули
ҳам
ортиши
аниқланди
.
4-
жадвал
Полиэтилен
ва
монтмориллонит
тури
ҳамда
полимер
асос
билан
фарқ
қилувчи
поли
-
мер
композитларнинг
таранглик
-
мустаҳкамлик
характеристикалари
Намуна
номи
ва
компонентлар
нисбати
(
мас
.%
ларда
)
σ
уз
,
МПа
ε
, %
E
,
МПа
ҚЗЧПЭ
100
20,3
±0,5
1650
±10
147
±3
ПЭ
/Na-
ММТ
97/3
20,2
±0,2
1220
±28
201
±1
ПЭ
/
С
18
N-
ММТ
97/3
17,1
±0,3
1290
±6
179
±4
ПЭ
/(
С
18
)
2
N-
ММТ
97/3 20,7
±1,0
1390
±57
202
±1
ПЭМА
100
—
—
—
ПЭМА
/Na-
ММТ
97/3 8,6
±6,8
320
±34
178
±9
ПЭМА
/
С
18
N-
ММТ
97/3 10,6
±3,1
320
±30
194
±9
ПЭМА
/(
С
18
)
2
N-
ММТ
97/3
13,6
±2,7
710
±166
204
±3
ПЭ
/
ПЭМА
95/5
—
—
—
ПЭ
/
ПЭМА
/Na-
ММТ
92/5/3 14,2
±1,3
970
±127
188
±7
ПЭ
/
ПЭМА
/
С
18
N-
ММТ
92/5/3 14,1
±1,9
890
±148
197
±3
ПЭ
/
ПЭМА
/(
С
18
)
2
N-
ММТ
92/5/3
16,6
±0,5
1250
±14
228
±2
Масалан
, 4-
жадвалда
келтирилган
композитлар
сериясидан
кўринадики
,
бу
ҳолат
таранглик
модули
дастлабки
полиэтиленга
нисбатан
55%
га
юқори
бўлган
ПЭ
/
ПЭМА
/(
С
18
)
2
N-
ММТ
(
таркиб
92/5/3
мас
.%)
нанокомпозитида
яққол
кузатилади
.
Нанокомпозит
ва
тўлдирилмаган
полиэтиленнинг
нисбий
узайиши
қийматларини
(
ε
)
таҳлил
қилиш
орқали
малеинизацияланган
поли
-
этилен
асосидаги
композитлардан
фарқли
равишда
ПЭ
/
ПЭМА
/(
С
18
)
2
N-
ММТ
17
(92/5/3
мас
.%
таркиб
)
нанокомпозити
қониқарли
пластикликка
эга
эканлиги
қайд
этилди
.
5-
жадвал
Полиэтилен
,
монтмориллонит
тури
ва
малеинизацияланган
полиэтилен
концен
-
трацияси
билан
фарқ
қилувчи
полимер
аралашма
ва
улар
асосидаги
композитлар
-
нинг
таранглик
-
мустаҳкамлик
характеристикалари
Намуна
номи
ва
компонентлар
нис
-
бати
(
мас
.%
ларда
)
Мустаҳкамлик
(
σ
),
МПа
ε
, %
Е
,
МПа
σ
чуз
σ
ок
σ
уз
ҚЗЧПЭ
100
16,1
±1,3
13,7
±1,2
14,1
±2,5
743
±73
95
±11
ПЭ
/Na-MMT 97/3 16,5
±0,8
13,2
±0,4
13,9
±1,5
747
±46
100
±5
ПЭ
/
С
18
P-MMT 97/3 15,7
±0,7
14,4
±0,5
11,5
±1,8
717
±42
109
±7
ПЭ
/
ПЭМА
95/5
17,0
±1,4
13,5
±0,3
15,2
±2,2
754
±66
104
±5
ПЭ
/
ПЭМА
/Na-MMT 92,1/4,9/3,0 17,2
±0,8
17,2
±0,8
8,5
±0,8
156
±22
116
±5
ПЭ
/
ПЭМА
/
С
18
P-MMT 92,1/4,9/3,0 16,4
±0,3
16,3
±0,4
12,1
±2,7
415
±25
117
±5
ПЭ
/
ПЭМА
80/20
16,8
±0,3
16,8
±0,3
7,9
±1,1
105
±21
116
±5
ПЭ
/
ПЭМА
/Na-MMT 77,6/19,4/3,0 18,0
±0,9
18,0
±0,9
10,5
±0,8
103
±16
117
±5
ПЭ
/
ПЭМА
/
С
18
P-MMT 77,6/19,4/3,0 18,3
±0,3
18,3
±0,3
11,9
±0,8
92
±10
140
±3
Шунингдек
,
полимер
композитлар
таркибидаги
малеинизацияланган
полиэтилен
концентрацияси
ва
монтмориллонит
турининг
таранглик
-
мустаҳ
-
камлик
характеристикаларига
боғлиқлиги
тадқиқ
этилди
. 5-
жадвалдан
келти
-
рилган
синов
натижаларидан
кўриниб
турибдики
,
икки
полимер
аралаш
-
малари
таранглик
модулига
нисбатан
таранглик
модулининг
(13%
дан
21%
гача
)
ортиши
полиэтилен
/
монтмориллонит
композитлари
таркибида
малеи
-
низацияланган
полиэтилен
концентрациясининг
(5
дан
20
мас
.%
гача
) (
ёки
пайвандланган
малеин
ангидридини
2,2
дан
8,7%
гача
)
орттирилиши
ва
қатламли
алюмосиликат
эксфолиация
даражасининг
кўпайиши
сабабли
юзага
келади
. 4
ва
5-
жадваллардан
кўриниб
турибдики
,
полимер
микрокомпозит
-
ларнинг
қатор
намуналари
мустаҳкамлигининг
бирмунча
пастлигининг
билан
тавсифланиб
,
бунинг
сабаби
,
уларнинг
таркибидаги
ўзига
хос
парча
-
ланиш
марказлари
(
нуқсонлар
)
бўлган
монтмориллонит
дастлабки
зарралари
мавжудлиги
билан
боғлиқ
бўлиши
мумкин
.
Тадқиқотларда
ҳар
хил
турдаги
монтмориллонит
тутган
ва
структура
тури
билан
фарқланувчи
полиэтилен
асосидаги
композитларнинг
ёнишга
чидамлилигини
тадқиқ
этишга
алоҳида
эътибор
қаратилди
.
Тутун
ажралиб
чиқиши
коэффициентининг
(
ёниш
режимида
)
компонентларни
аралаштириш
жараёнида
шаклланган
структураларнинг
турига
боғлиқлиги
,
билвосита
бўлиб
, (
таркибида
5
мас
.%
малеинизацияланган
полиэтилен
мавжудлиги
билан
фарқланувчи
)
натрийли
,
шунингдек
,
модификацияланган
монтморил
-
лонит
тутган
билан
композитлар
нисбатан
кичик
қийматли
тутун
ҳосил
бўлиш
коэффициентига
эга
эканлиги
аниқланди
(6-
жадвал
).
Олинган
натижа
-
ларга
асосан
,
полиэтилен
/
монтмориллонит
композити
таркибига
малеиниза
-
цияланган
полиэтиленни
киритиш
базавий
полимер
ҳажмида
алюмосиликат
зарраларининг
бир
текис
тақсимланишига
сабаб
бўлади
,
айни
ҳолда
малеи
-
низацияланган
полиэтилен
асосидаги
композитда
алюмосиликат
зарралари
тақсимланиши
бирмунча
ёмонроқдир
.
Кўринадики
,
бу
малеинизацияланган
полимер
макромолекулалари
ўртасидаги
ўзаро
таъсирлашув
,
ҳамда
бундай
18
полимернинг
функционаллашган
гуруҳлари
орасида
рўй
берадиган
таъсир
-
лар
натижасида
ва
алюмосиликат
заррачаси
юзасидаги
гуруҳлар
туфайли
юзага
келувчи
тизимнинг
юқори
қовушқоқлигигага
боғлиқ
бўлади
.
Бундай
ўзаро
таъсирлар
натижасида
қатламли
алюмосиликат
эксфолиация
даражаси
камаяди
(
тескари
эффект
).
Эҳтимол
шу
сабабли
,
малеинизацияланган
поли
-
этилен
асосидаги
кўп
композитлар
қатламли
алюмосиликат
эксфолиация
-
сининг
кичик
даражаси
билан
тавсифланади
ва
уларнинг
хоссалари
эса
дастлабки
,
тўлдирилмаган
полимер
хоссаларидан
фарқ
қилмайди
6-
жадвал
Монтмориллонит
тури
ва
полимер
асос
билан
фарқланувчи
полиэтилен
намуналари
ва
полимер
композитларнинг
ёниш
тезликлари
(
ёнишга
чидамлилик
тоифалари
)
Намуна
номи
ва
компонентлар
нисбати
(
мас
.%
ларда
)
Тутун
ажралиш
коэф
-
фициенти
,
м
2
/
кг
Ёниш
тезлиги
(
тоифа
),
мм
/
мин
ҚЗЧПЭ
100
108
18,5
(HB)
ПЭ
/Na-
ММТ
97/3 88 21,4
(HB)
ПЭ
/
С
18
N-
ММТ
97/3
63 16,7
(HB)
ПЭ
/(C
18
)
2
N-
ММТ
97/3
66
21,6
(HB)
ПЭМА
100
—
—
ПЭМА
/Na-
ММТ
97/3
106
19,6
(HB)
ПЭМА
/
С
18
N-
ММТ
97/3
40
17,6
(HB)
ПЭМА
/(C
18
)
2
N-
ММТ
97/3
74
21,0
(HB)
ПЭ
/
ПЭМА
95/5 — —
ПЭ
/
ПЭМА
/Na-
ММТ
92/5/3
38
18,0
(HB)
ПЭ
/
ПЭМА
/
С
18
N-
ММТ
92/5/3
29
14,8
(HB)
ПЭ
/
ПЭМА
/(C
18
)
2
N-
ММТ
92/5/3
33
18,9
(HB)
Изоҳлар
: 1.
ПЭМА
–
малеинизацияланган
полиэтилен
;
суюқланма
ҳолидаги
полиэтиленга
малеин
ангидридини
пайвандлаш
билан
олинган
.
Пайвандланган
малеин
ангидриди
миқдори
5
мас
.%
ни
ташкил
этган
. 2.
Аниқланмалар
UL-94
стандарти
шартларига
мувофиқ
берилди
;
НВ
(horizontal
burning) –
горелка
алангаси
горизонтал
тарзда
маҳкамланган
намуна
учун
алангаланиш
манбаи
.
VB (vertical burning) –
горелка
алангаси
вертикал
тарзда
маҳкамланган
намуна
учун
алангаланиш
манбаи
.
Ёниш
тезлиги
,
кислород
индекси
каби
нафақат
полимер
ва
тўлдирувчи
табиатига
,
балки
полиэтилен
/
қатламли
алюмосиликат
композитлар
структура
турига
ҳам
боғлиқлиги
қайд
этилди
.
Таркибида
молфикацияланган
монтмо
-
риллонит
С
18
Р
-
ММТ
тутган
нанокомпозитлар
учун
ёниш
тезлигининг
камай
-
иши
ва
кислород
индексининг
ортиши
,
биринчи
галда
алюмосиликат
зарра
-
ларининг
полимер
структураланиши
реакцияларида
иштирок
этиши
,
иккин
-
чидан
эса
аланга
яқинидаги
соҳада
,
модификацияланган
монтмориллонит
-
даги
модификаторнинг
парчаланиши
маҳсулотлари
((
С
6
H
5
)
3
PO
и
(
С
6
H
5
)
3
P)
термик
деструкцияси
натижасида
ҳосил
бўлган
фаол
фосфор
радикаллари
(P
2
, PO, PO
2
,
ва
оз
даражада
P
ва
HPO),
таъсирида
оксидланиш
реакциялари
-
нинг
ингибирланиши
билан
боғлиқ
(7-
жадвал
).
Таркибида
қатламли
алюмосиликатнинг
интеркалирланган
,
шунингдек
қисман
эксфолиирланган
зарраларини
тутган
(
ПЭМА
/
С
18
N-
ММТ
ва
ПЭ
/
ПЭМА
/
С
18
N-
ММТ
)
полимер
нанокомпозитлари
намуналарида
синовлар
давомида
полиэтиленга
ва
унинг
асосидаги
уч
турдаги
монтмориллонитнинг
19
исталган
турини
тутган
микрокомпозитларга
хос
бўлган
ёнувчи
томчилар
-
нинг
мавжудлиги
кузатилмайди
.
7-
жадвал
Монтмориллонит
тури
билан
фарқ
қилувчи
полиэтилен
,
икки
полимер
аралашма
ва
улар
асосидаги
композитлар
намуналарининг
ёниш
тезликла
-
ри
(
ёнишга
чидамлилик
тоифалари
)
Намуна
номи
ва
компонентлар
нисбати
(
мас
.%
ларда
)
Кислород
индекси
,
ҳаж
.%
Ёниш
тезлиги
(
тоифа
),
мм
/
мин
ҚЗЧПЭ
100
18,0 23,8
(HB)
ПЭ
/Na-MMT 97/3
18,0
26,5
(HB)
ПЭ
/C
18
P-MMT 97/3
18,5
24,6
(HB)
ПЭ
/
ПЭМА
80/20
18,5
35,6
(HB)
ПЭ
/
ПЭМА
/Na-MMT 77,6/19,4/3,0
18,0
35,4
(HB)
ПЭ
/
ПЭМА
/
С
18
P-MMT 77,6/19,4/3,0
20,0
23,6
(HB)
Изоҳ
.
ПЭМА
–
малеинизацияланган
полиэтилен
,
эритувчи
муҳитидаги
полиэтиленга
малеин
ангидридини
пайвандлаш
билан
олинган
.
Пайвандланган
малеин
ангидриди
миқдори
45
мас
.%
ни
ташкил
этган
.
Полимер
нанокомпозитлар
,
нисбатан
юқори
термик
барқарорлиги
билан
тавсифланиб
,
тўлдирувчилар
сақламаган
полимерга
нисбатан
ёнишга
бирмунча
узоқроқ
вақт
қаршилик
кўрсатсада
,
улар
алангаланишни
кучсиз
-
лантириш
учун
таркибига
қўшимча
равишда
ёнишни
секинлаштирувчиларни
,
киритиш
талаб
этиладиган
кучсиз
ёнувчан
материаллар
сарасига
киради
.
Термик
таъсир
вақтида
кўпириш
(
кенгайиш
)
хусусиятига
эга
бўлган
,
ёнишни
секинлаштирувчилар
алоҳида
қизиқиш
уйғотади
.
Ушбу
нуқтаи
назардан
,
иссиқликдан
кенгаювчи
графит
эътиборга
молик
тадқиқот
объекти
сифатида
катта
қизиқиш
уйғотди
.
Баён
қилинганлардан
келиб
чиққан
ҳолда
,
полиэтилен
ҳамда
унинг
асосидаги
структура
тури
ва
монтмориллонит
тури
билан
фарқланувчи
полимер
композитлар
ёнувчанлигининг
камайишига
иссиқликдан
кенгаювчи
графит
таъсири
ўрганилди
(8-
жадвал
). 8-
жадвалда
келтирилган
синовлар
натижаларига
асосан
,
олинган
компо
-
зитлар
сериясида
,
синовлар
жараёнида
намуналарда
аланганланиш
мавжуд
бўлмаслиги
полиэтилен
таркибидаги
иссиқликдан
кенгаювчи
графит
миқ
-
дори
40
мас
.%
га
етгандагина
кузатилди
.
Синов
натижалари
асосида
конденсацияланган
фазада
температуранинг
ортиши
,
намунанинг
қолган
бутун
юзасининг
олов
билан
ўралиши
ва
ёниш
-
нинг
кучайиши
инерт
ёнишни
секинлаштирувчилар
турига
мансуб
бўлган
,
полимер
термооксидланиш
деструкцияси
реакциялари
ингибирланишида
иштирок
этмайдиган
кўпирган
графит
заррачаларида
ҳосил
бўладиган
поли
-
мер
деструкцияси
маҳсулотларнинг
алангаланиши
натижасида
кузатилади
.
Полимер
аланганланишини
камайтириш
мақсадида
натрийли
ёки
моди
-
фикацияланган
монтмориллонит
тутган
полимер
композитлари
таркибига
қўшимча
равишда
аввал
, 20
мас
.%
гача
иссиқликдан
кенгаювчи
графит
кири
-
тилди
,
сўнгра
унинг
концентрацияси
10
мас
.%
га
камайтирилди
(8-
жадвал
).
Таркибида
келтирилган
миқдорда
ёнишни
секинлаштиувчи
тутган
микро
-
композит
ПЭ
/(C
18
)
2
N-MMT
намуналари
(
ёнишнинг
доимий
тезлигига
эга
бўл
-
масада
)
ёнишни
рағбатлантириши
аниқланди
,
айни
ҳолда
таркибида
атиги
10
20
мас
.%
иссиқликдан
кенгаювчи
графит
тутган
ПЭ
/
ПЭМА
/(C
18
)
2
N-MMT
нано
-
композитлар
энг
юқори
ёнишга
барқарорликка
эга
эканлиги
билан
тавсиф
-
ланади
(V-0
тоифаси
).
8-
жадвал
Монтмориллонит
тури
ва
иссиқликдан
кенгаювчи
графит
концентрацияси
билан
фарқ
қилувчи
полиэтилен
намуналари
ва
унинг
асосидаги
полимер
композитлари
-
нинг
ёниш
тезликлари
(
ёнишга
чидамлилик
тоифалари
)
Намуна
номи
ва
компонентлар
нисбати
(
мас
.%
ларда
)
Ёниш
тезлиги
(
тоифа
),
мм
/
мин
ПЭ
/
Иссиқликдан
кенгаювчи
графит
100/0 18,8
(HB)
90/10 10,5
(HB)
80/20 8,7
(HB)
70/30 —
(VB,
V-1)
60/40 —
(VB,
V-0)
50/50 —
(VB,
V-0)
[
ПЭ
/(C
18
)
2
N-
ММТ
]/
Иссиқликдан
кен
-
гаювчи
графит
100[95/5]/0 24,6
(HB)
90[95/5]/10 —
(HB)
80[95/5]/20 —
(VB,
V-0)
[
ПЭ
/
ПЭМА
/(C
18
)
2
N-
ММТ
]/
Иссиқлик
-
дан
кенгаювчи
графит
100[75/20/5]/0 22,8
(HB)
90[75/20/5]/10 —
(VB,
V-0)
80[75/20/5]/20 —
(VB,
V-0)
[
ПЭ
/Na-
ММТ
]/
Иссиқликдан
кенгаюв
-
чи
графит
100[95/5]/0 18,6
(HB)
90[95/5]/10 8,8
(HB)
80[95/5]/20 8,8
(HB)
Изоҳ
.
Иссиқликдан
кенгаювчи
графит
қўлланилди
(
марка
«Graft EG-350»,
Хитой
)
қуйидаги
тузилмадаги
зичлик
2,09 – 2,23
г
/
см
3
,
кенгайиш
даражаси
– 350
мл
/
г
ва
бошланғич
кенгайиш
ҳаро
-
рати
– 170°
С
.
Фикримизча
,
таркибида
иссиқликдан
кенгаювчи
графит
тутган
полимер
нанокомпозитларнинг
ёнишининг
секинлашуви
улар
суюқланмасининг
ма
-
леинизацияланган
полиэтилен
ва
алюмосиликатнинг
эксфолиирланган
зарра
-
лари
кўп
сонли
ўзаро
таъсирлари
,
шунингдек
термооксидланиш
жараёни
на
-
тижасида
ҳосил
бўлган
(
алюмосиликат
таъсири
ҳам
бундан
мустасно
эмас
)
тармоқланган
ва
пайвандланган
полимер
структураларнинг
мавжудлиги
ту
-
файли
юзага
келувчи
юқори
қовушқоқлига
боғлиқ
бўлиб
,
бу
нанокомпозит
намуналарида
полиэтиленга
хос
ёнувчи
томчилар
бўлмаслигини
таъмин
-
лайди
.
Қайта
аланга
таъсир
эттирилганда
ҳам
намуналарда
алангаланиш
юза
-
га
келмаслигининг
сабаби
уларнинг
сиртида
кўпиртирилган
графит
заррала
-
ридан
ва
коксланиш
маҳсулотларидан
ташкил
топган
,
иссиқлик
ва
масса
ал
-
машинишига
тўсқинлик
қиладиган
ҳажмдор
ҳимоя
қатлами
ҳосил
бўлиши
-
дир
.
Қўшимча
равишда
иссиқликдан
кенгаювчи
графит
тутган
полимер
нано
-
композитларнинг
афзалликлари
тўлдирувчи
ва
антипиреннинг
нисбатан
кам
концентрацияларида
юқори
оловбардошлик
хоссаларига
,
юқори
термик
ха
-
рактеристикаларга
эга
эканлиги
,
бундай
материалларни
барча
маълум
усул
-
ларда
қайта
ишлаш
билан
боғлиқ
муаммолар
юзага
келмаслиги
,
қайта
ишлаш
жараёнида
қайта
ишловчи
қурилманинг
ишчи
қисмига
коррозион
таъсир
кўр
-
сатувчи
агрессив
моддалар
ҳосил
бўлмаслигидан
иборат
.
21
ХУЛОСАЛАР
Мазкур
«
Полиэтилен
билан
монтмориллонит
асосида
оловбардош
нано
-
композитлар
шаклланишининг
ўзига
хос
хусусиятлари
,
хоссалари
ва
тузи
-
лиши
»
фалсафа
доктори
(PhD)
диссертация
мавзуси
бўйича
бажарилган
илмий
тадқиқот
натижалари
куйидагилардан
иборат
:
1. P,P',P''-
трифенил
-P'''-
октадецилфосфоний
бромиди
синтез
қилинди
ва
у
билан
ҳамда
1-
октадециламмоний
хлориди
билан
натрий
монтмориллонити
модификацияланди
.
Олинган
модификацияланган
монтмориллонит
турлари
-
нинг
структураси
,
шунингдек
,
уларнинг
термик
характеристикалари
тадқиқ
қилинди
. P,P',P''-
трифенил
-P'''-
октадецилфосфоний
бромиди
билан
модифи
-
кацияланган
монтмориллонитинг
бир
ёки
икки
алифатик
занжирли
аммоний
-
ли
сирт
фаол
моддалар
билан
модификацияланган
монтмориллонитдан
қата
-
ламлараро
масофаси
каттароқ
эканлиги
билан
фарқланиши
аниқланади
.
2.
Суюқланма
ҳолидаги
ва
эритувчи
муҳитидаги
полиэтиленга
малеин
ангидридини
пайвандлаш
орқали
малеинизацияланган
полиэтиленнинг
тар
-
кибида
мос
равишда
5
ва
45
мас
.%
пайвандланган
малеин
ангидриди
тутган
икки
тури
олинди
.
Полиэтилен
макрозанжирига
пайвандланган
малеин
ангидриди
концентрацияси
ортиши
билан
унинг
кристалланиш
даражаси
,
суюқланиш
ҳарорати
ва
термооксидланиш
деструкциясига
чидамлилиги
камайиши
кўрсатилди
.
3.
Полиэтилен
суюқланмасида
компонентларни
аралаштириш
усули
билан
структурасининг
интеркалирланган
и
эксфолиирланган
турлари
билан
фарқланувчи
полимер
композитлари
олинди
.
Қатламли
алюмосиликат
эксфолиация
даражаси
композит
таркибидаги
малеинизацияланган
полиэти
-
лен
миқдори
(
ёки
пайвандланган
малеин
ангидриди
концентрацияси
)
кўпай
-
иши
билан
ортиб
бориши
,
бироқ
бир
вақтда
унинг
таркибидаги
полиэти
-
леннинг
кристалланиш
даражаси
ҳам
камайиши
қайд
этилди
.
4.
Полиэтилен
таркибидаги
қатламли
алюмосиликатнинг
эксфолиация
даражаси
ортиши
билан
таранглик
модули
(47% – 3
мас
.% C
18
P-MMT; 55% –
5
мас
.% (C
18
)
2
N-MMT
тутган
нанокомпозитлар
учун
)
ва
термобарқарорлик
(50°
С
да
3
мас
.% C
18
P-MMT; 68°
С
да
5
мас
.% (C
18
)
2
N-MMT –
тутган
нано
-
композитлар
учун
)
ортиши
қайд
этилди
.
Шунингдек
,
полимер
нанокомпозит
-
ларнинг
пластиклик
ва
мустаҳкамлик
характеристикалари
дастлабки
,
тўлди
-
рувчилар
сақламаган
полиэтилен
даражасида
сақланиб
қолиши
,
ёниш
тезли
-
ги
камайиб
,
кислород
индекси
(18
дан
20
ҳаж
.%
гача
)
ортиши
аниқланди
.
5.
Тезлаштирилган
синовлар
режимида
(«
печда
эскириш
»)
наноком
-
позитларнинг
термооксидланиш
деструкцияси
масса
йўқотилиши
тезлиги
икки
баробар
катта
бўлган
тўлдирувчилар
сақламаган
полиэтиленга
нисбатан
камроқ
интенсивликда
бориши
қайд
этилди
.
Шу
билан
бирга
,
нанокомпозит
-
лар
давомли
иссиқлик
таъсири
шароитида
барқарорлик
бўйича
органик
антиоксидантлар
тутган
таркиблардан
устун
эканлиги
аниқланди
.
6.
Илк
бор
таркибида
кам
миқдорда
ёнишни
секинлаштирувчилар
тутган
полимер
нанокомпозитлар
олинди
.
Қўшимча
равишда
10
мас
.%
дан
ортиқ
22
бўлмаган
(40
мас
.%
ўрнига
)
иссиқликдан
кенгаювчи
графит
тутган
наноком
-
позитлар
(
афзали
–
эксфолиирланган
структурага
эга
бўлганлари
)
энг
юқори
даражадаги
ёнишга
барқарорлик
(V-0
тоифаси
)
ва
қатор
бошқа
ижобий
характеристикаларга
эга
эканлиги
кўрсатилди
.
РАЗОВЫЙ
НАУЧНЫЙ
СОВЕТ
ПРИ
НАУЧНОМ
СОВЕТЕ
DSc.27.06.2017.FM/K/T.36.01
ПО
ПРИСУЖДЕНИЮ
УЧЕНЫХ
СТЕПЕНЕЙ
ПРИ
ИНСТИТУТЕ
ХИМИИ
И
ФИЗИКИ
ПОЛИМЕРОВ
ИНСТИТУТ
ХИМИИ
И
ФИЗИКИ
ПОЛИМЕРОВ
ДОЛГОВ
ВАЛЕНТИН
ВАДИМОВИЧ
ОСОБЕННОСТИ
ФОРМИРОВАНИЯ
,
СТРУКТУРА
И
СВОЙСТВА
ОГНЕСТОЙКИХ
НАНОКОМПОЗИТОВ
ПОЛИЭТИЛЕН
/
МОНТМОРИЛЛОНИТ
02.00.06 –
Высокомолекулярные
соединения
02.00.12 –
Нанохимия
,
нанофизика
,
нанотехнология
АВТОРЕФЕРАТ
ДИССЕРТАЦИИ
ДОКТОРА
ФИЛОСОФИИ
(PhD)
ПО
ХИМИЧЕСКИМ
НАУКАМ
Ташкент
— 2017
Тема
диссертации
доктора
философии
(PhD)
зарегистрирована
в
Высшей
аттестационной
комиссии
при
Кабинете
Министров
Республики
Узбекистан
за
№
B2017.1.PhD/K12.
Диссертация
выполнена
в
Институте
химии
и
физики
полимеров
.
Автореферат
диссертации
на
трех
языках
(
узбекском
,
русском
,
английском
(
резюме
))
размещен
на
веб
-
страницах
Научного
совета
(www.polychemphys.uz)
и
информационно
-
образовательном
портале
«Ziyonet» (www.ziyonet.uz).
Научный
руководитель
:
Ашуров
Нигмат
Рустамович
доктор
технических
наук
,
профессор
Официальные
оппоненты
:
Рузимурадов
Олим
Нарбекович
доктор
химических
наук
,
доцент
Милушева
Ракия
Юнусовна
кандидат
химических
наук
,
старший
научный
сотрудник
Ведущая
организация
:
Ташкентский
химико
-
технологический
институт
Защита
диссертации
состоится
«
28
»
декабря
2017
года
в
14
:
00
часов
на
заседании
Разового
научного
совета
при
Научном
совете
DSc.27.06.2017.FM/K/T.36.01
при
Институте
химии
и
физики
полимеров
(
Адрес
: 100128,
г
.
Ташкент
,
ул
.
А
.
Кадыри
, 7
б
.
Тел
.:
(+99871)241-85-94,
факс
: (+99871)241-26-60,
е
-mail: polymer@academy.uz).
С
диссертацией
можно
ознакомиться
в
Информационно
-
ресурсном
центре
Институ
-
та
химии
и
физики
полимеров
за
№
_____ (
Адрес
: 100128,
г
.
Ташкент
,
ул
.
А
.
Кадыри
, 7
б
.
Тел
.: (+99871)241-85-94).
Автореферат
диссертации
разослан
«____» ______________ 2017
года
.
(
протокол
рассылки
№
_____
от
«____» ______________ 2017
года
)
С
.
Ш
.
Рашидова
Председатель
Научного
совета
по
присуждению
ученых
степеней
,
д
.
х
.
н
.,
профессор
,
академик
Н
.
Р
.
Вохидова
Ученый
секретарь
Научного
совета
по
присуждению
ученых
степеней
,
д
.
х
.
н
.,
старший
научный
сотрудник
В
.
О
.
Кудышкин
Председатель
Научного
семинара
при
научном
совете
по
присуждению
ученых
степеней
,
д
.
х
.
н
.,
профессор
25
ВВЕДЕНИЕ
(
аннотация
к
диссертации
доктора
философии
(PhD))
Актуальность
темы
диссертации
и
востребованность
результатов
исследования
.
На
сегодняшний
день
полимеры
этилена
являются
одними
из
крупнотоннажных
полимеров
в
мире
,
что
связано
с
ежегодным
и
интенсив
-
ным
темпом
потреблением
данной
продукции
.
Вместе
с
тем
,
некоторые
не
-
достатки
,
присущие
полимерам
этилена
,
например
,
низкая
стойкость
к
горе
-
нию
,
значительно
ограничивают
область
их
применения
.
Усиление
огнестойкости
полиэтилена
и
материалов
на
его
основе
является
принципиально
сложной
задачей
,
связанной
не
только
с
поиском
эффективных
и
в
то
же
время
экологически
безопасных
,
доступных
и
недо
-
рогих
замедлителей
горения
и
антипирирующих
составов
,
но
и
с
сохране
-
нием
остальных
ценных
свойств
полимера
.
В
соответствии
с
этим
,
создание
нанокомпозитов
на
основе
полимеров
этилена
с
целью
усиления
их
терми
-
ческих
,
механических
и
огнестойких
характеристик
является
актуальной
задачей
.
Проведение
комплексных
научных
исследований
в
этом
направле
-
нии
позволит
создать
материалы
,
обладающие
усиленными
эксплуатацион
-
ными
характеристиками
и
повышенной
стойкостью
к
горению
.
В
годы
обретения
суверенитета
в
Республике
Узбекистан
особое
внима
-
ние
уделено
разработке
современных
,
прогрессивных
инновационных
тех
-
нологий
,
устойчивому
,
динамическому
,
сбалансированному
развитию
оте
-
чественной
промышленности
и
росту
ее
экспортного
потенциала
.
В
этом
отношении
достигнуты
определенные
успехи
,
связанные
,
например
,
с
воз
-
ведением
в
стране
крупных
заводов
(
Шуртанского
и
Устюртского
газохи
-
мических
комплексов
)
по
производству
полимеров
этилена
и
пропилена
.
Однако
,
недостаточное
внимание
уделено
производству
огнестойких
компо
-
зиционных
полимерных
материалов
конструкционного
,
технического
и
электротехнического
назначения
.
С
этой
целью
,
была
поставлена
задача
,
связанная
,
как
отмечается
в
Постановлении
1
Президента
Республики
Узбе
-
кистан
,
с
созданием
и
расширением
производств
, «
обеспечивающих
им
-
портозамещение
и
насыщение
внутреннего
рынка
необходимыми
потре
-
бительскими
товарами
,
продукцией
производственно
-
технического
назначе
-
ния
».
В
этом
отношении
,
производство
импортозамещающей
,
экспорто
-
ориентированной
и
конкурентоспособной
продукции
,
соответствующей
ми
-
ровым
стандартам
качества
,
в
числе
которых
нанокомпозиты
на
основе
поли
-
этилена
,
полипропилена
,
поливинилхлорида
,
обладающие
повышенной
стойкостью
к
горению
,
и
применение
ее
в
строительной
индустрии
,
машино
-
и
автомобилестроении
является
актуальной
задачей
.
Данное
диссертационное
исследование
служит
выполнению
ряда
задач
,
предусмотренных
в
Указах
и
Постановлениях
Президента
Республики
Узбекистан
№
УП
-4947
от
7
февраля
2017
года
«
О
стратегии
действий
по
дальнейшему
развитию
Республики
Узбекистан
»,
№
ПП
-1442
от
15
декаб
-
1
ПП
-2698
от
26
декабря
2016
года
«
О
мерах
по
дальнейшей
реализации
перспективных
проектов
локализации
производства
готовых
видов
продукции
,
комплектующих
изделий
и
материалов
на
2017-2019
годы
».
26
ря
2010
года
«
О
приоритетах
развития
промышленности
Республики
Узбе
-
кистан
в
2011-2015
годах
»
и
№
ПП
-2698
от
26
декабря
2016
года
«
О
мерах
по
дальнейшей
реализации
перспективных
проектов
локализации
производства
готовых
видов
продукции
,
комплектующих
изделий
и
материалов
на
2017-
2019
годы
»,
а
также
в
других
нормативно
-
правовых
документах
,
принятых
в
этой
сфере
.
Соответствие
темы
диссертации
с
приоритетными
направлениями
науки
и
технологии
в
республике
.
Данное
исследование
выполнено
в
соот
-
ветствии
с
приоритетным
направлением
развития
науки
и
технологий
в
Рес
-
публике
Узбекистан
,
в
рамках
программы
«VII.
Химические
технологии
и
нанотехнологии
».
Степень
изученности
проблемы
.
В
настоящее
время
имеется
значи
-
тельное
количество
публикаций
,
посвященных
получению
нанокомпозитов
на
основе
гомо
-
и
сополимеров
этилена
,
наполненных
слоистыми
алюмо
-
силикатами
,
исследованию
их
структуры
и
свойств
.
Однако
,
лишь
малая
часть
из
этих
работ
касается
решения
проблемы
повышения
огнестойкости
нанокомпозитов
на
основе
указанных
полимеров
путем
введения
в
их
состав
замедлителей
горения
определенного
механизма
действия
,
что
позволило
бы
снизить
количество
не
только
вводимого
антипирена
,
но
и
полностью
отказаться
от
использования
токсичных
замедлителей
горения
.
В
этом
отно
-
шении
теоретические
и
практические
исследования
,
направленные
на
усиле
-
ние
стойкости
полимерных
нанокомпозитов
к
горению
,
развиваются
как
зарубежными
исследователями
,
в
числе
которых
проф
. J.W. Gilman,
проф
.
Ch.A. Wilkie
и
проф
. A.B. Morgan (
США
),
проф
. S. Bourbigot
и
проф
. M.L.
Bras (
Франция
),
проф
. Y. Mingshu
и
F. Wang (
Китай
),
д
.
х
.
н
.,
акад
.
А
.
А
.
Берлин
и
д
.
х
.
н
.,
проф
.
Г
.
Е
.
Заиков
(
Россия
),
так
и
в
Республике
Узбекистан
д
.
х
.
н
.,
акад
.
С
.
Ш
.
Рашидовой
,
д
.
т
.
н
.,
акад
.
С
.
С
.
Негматовым
,
д
.
т
.
н
.,
проф
.
Н
.
Р
.
Ашуровым
,
д
.
х
.
н
.,
проф
.
А
.
Т
.
Джалиловым
и
другими
.
Разработка
научно
-
обоснованных
подходов
,
связанных
с
получением
полимерных
нанокомпозитов
на
основе
полиэтилена
,
обладающих
,
помимо
высоких
термических
и
механических
свойств
,
низкой
пожароопасностью
и
применение
их
в
отечественной
индустрии
строительных
материалов
,
маши
-
но
-
и
автомобилестроении
является
актуальной
и
важной
задачей
,
которая
успешно
решена
в
настоящей
диссертационной
работе
.
Связь
диссертационного
исследования
с
планами
научно
-
исследова
-
тельских
работ
научно
-
исследовательского
учреждения
,
в
котором
выполнена
диссертация
.
Диссертационное
исследование
выполнено
в
соот
-
ветствие
с
тематическими
планами
научно
-
исследовательских
работ
в
рамках
фундаментальных
и
прикладных
проектов
Института
химии
и
физики
поли
-
меров
по
следующим
темам
:
ФА
-
Ф
3-
Т
-100 «
Наноструктуры
в
полимерах
.
Пути
создания
и
закономерности
их
проявления
в
специальных
свойствах
материалов
» (2008-2011
гг
.);
ФА
-
Ф
7-
Т
008 «
Взаимосвязь
специальных
свой
-
ств
нанополимерных
систем
с
условиями
синтеза
и
модификации
природ
-
ных
,
и
синтетических
полимеров
» (2012-2016
гг
.);
ФА
-
А
-14-
Т
045 «
Создание
трудногорючих
нанокомпозитов
на
основе
полиэтилена
» (2009-2011
гг
.);
ФА
-
27
А
12-
Т
-012 «
Разработка
технологии
получения
термостойких
составов
на
основе
линейного
полиэтилена
низкой
плотности
» (2012-2014
гг
.).
Целью
исследования
является
выявление
условий
формирования
нано
-
композитов
на
основе
линейного
полиэтилена
низкой
плотности
,
а
также
зависимости
между
структурой
и
их
термическими
,
механическими
и
огнес
-
тойкими
характеристиками
.
Задачи
исследования
:
синтез
бромида
P,P',P''-
трифенил
-P'''-
октадецилфосфония
(
модифика
-
тора
),
малеинизированного
полиэтилена
,
модификация
натриевого
монтмо
-
риллонита
аммониевой
и
фосфониевой
органическими
солями
,
и
иссле
-
дование
их
некоторых
свойств
;
получение
полимерных
нанокомпозитов
,
в
зависимости
от
типа
монт
-
мориллонита
(
немодифицированного
и
модифицированного
),
типа
и
концен
-
трации
малеинизированного
полиэтилена
,
а
также
от
полярности
полимерной
матрицы
;
исследование
термических
,
физико
-
механических
и
огнестойких
харак
-
теристик
полученных
полимерных
композитов
и
выявление
зависимости
их
свойств
от
типа
структуры
и
морфологии
,
формирующейся
в
процессе
их
по
-
лучения
;
получение
композитов
,
дополнительно
содержащих
терморасширя
-
ющийся
графит
и
отличающихся
типом
монтмориллонита
,
а
также
выяв
-
ление
взаимосвязи
между
типом
структуры
полимерных
композитов
и
их
ог
-
нестойкими
характеристиками
.
Объектами
исследования
являются
образцы
модифицированного
монтмориллонита
,
малеинизированного
полиэтилена
,
полимерных
наноком
-
позитов
,
а
также
образцы
полимерных
нанокомпозитов
,
дополнительно
со
-
держащих
замедлитель
горения
.
Предметом
исследования
является
изучение
влияния
концентрации
ма
-
леинизированного
полиэтилена
и
типа
модифицированного
монтморилло
-
нита
на
формирование
полимерных
нанокомпозитов
(
в
числе
которых
и
ком
-
позиты
,
содержащие
замедлитель
горения
),
а
также
выявление
взаимосвязи
между
структурой
и
их
свойствами
.
Методы
исследования
.
В
работе
использовали
химические
,
физические
и
физико
-
химические
методы
исследования
структуры
и
свойств
полученных
материалов
.
В
числе
таких
методов
:
титриметрия
,
элементный
и
рентгено
-
структурный
анализ
,
электронная
микроскопия
,
инфракрасная
спектроско
-
пия
,
термогравиметрия
и
дифференциальная
сканирующая
калориметрия
,
а
также
методы
определения
модуля
упругости
при
растяжении
,
стойкости
к
горению
,
кислородного
индекса
,
коэффициента
дымообразования
,
показа
-
теля
текучести
расплава
и
другие
.
Научная
новизна
диссертационного
исследования
заключается
в
сле
-
дующем
:
выявлены
оптимальные
условия
смешения
малеинизированного
поли
-
этилена
(
отличающегося
высокой
молекулярной
массой
)
и
различного
типа
модифицированного
монтмориллонита
в
расплаве
линейного
полиэтилена
28
низкой
плотности
,
при
которых
происходит
эксфолиация
слоистого
алюмо
-
силиката
;
получены
полимерные
нанокомпозиты
с
высокой
степенью
эксфолиации
слоистого
алюмосиликата
,
отличающиеся
от
ненаполненного
полиэтилена
,
комплексом
повышенных
термических
,
механических
и
огнестойких
харак
-
теристик
;
установлена
корреляционная
зависимость
между
типом
структур
,
фор
-
мирующихся
в
процессе
получения
композитов
(
в
зависимости
от
типа
монт
-
мориллонита
,
типа
и
концентрации
малеинизированного
полиэтилена
),
и
их
термическими
,
механическими
и
огнестойкими
характеристиками
;
впервые
разработаны
составы
полимерных
нанокомпозитов
,
дополни
-
тельно
содержащих
терморасширяющийся
графит
,
отличающихся
низким
со
-
держанием
замедлителя
горения
и
высокой
стойкостью
к
горению
.
Практические
результаты
исследования
заключаются
в
следующем
:
оптимизированы
условия
получения
малеинизированного
полиэтилена
(
характеризующегося
высокой
молекулярной
массой
и
степенью
прививки
малеинового
ангидрида
),
модифицированного
монтмориллонита
и
наноком
-
позитов
на
основе
линейного
полиэтилена
низкой
плотности
(
путем
смеше
-
ния
компонентов
в
расплаве
полимера
),
а
также
выявлены
условия
,
при
кото
-
рых
происходит
эксфолиация
слоистого
алюмосиликата
;
установлено
,
что
с
увеличением
степени
эксфолиации
слоистого
алюмо
-
силиката
повышаются
упруго
-
прочностные
и
термические
характеристики
полимера
;
установлено
,
что
лишь
полимерные
нанокомпозиты
,
содержащие
допол
-
нительно
терморасширяющийся
графит
в
количестве
,
не
превышающем
10
мас
.%,
характеризуются
наивысшей
стойкостью
к
горению
.
Достоверность
результатов
исследования
подтверждена
химически
-
ми
,
физическими
и
физико
-
химическими
методами
анализа
,
а
также
мето
-
дами
статистической
обработки
результатов
измерений
.
Подтверждением
достоверности
полученных
результатов
исследований
служит
их
апробация
на
республиканских
и
международных
конференциях
,
а
также
их
публикация
в
рецензируемых
научных
изданиях
с
импакт
-
фактором
.
Полученные
экспе
-
риментальные
результаты
корректны
,
воспроизводимы
и
не
противоречат
данным
,
полученным
другими
исследователями
.
Научная
и
практическая
значимость
результатов
исследования
.
Научная
значимость
результатов
исследования
заключается
в
выявлении
кор
-
реляционной
зависимости
между
типом
структуры
полимерных
нанокомпо
-
зитов
и
их
свойствами
.
Показано
,
что
степень
эксфолиации
слоистого
алюмо
-
силиката
во
многом
зависит
от
химической
структуры
модификатора
,
содер
-
жащегося
в
составе
модифицированного
монтмориллонита
,
концентрации
малеинизированного
полиэтилена
и
привитого
малеинового
ангидрида
,
а
также
от
условий
смешения
компонентов
.
Содержание
работы
и
выпол
-
ненный
комплекс
исследований
могут
быть
включены
в
учебную
программу
ВУЗов
,
специализирующихся
в
области
химии
и
технологии
полимеров
,
и
полимерных
материалов
.
29
Практическая
значимость
результатов
исследования
заключается
в
раз
-
работке
способа
получения
полимерных
нанокомпозитов
с
высокой
сте
-
пенью
эксфолиации
слоистого
алюмосиликата
,
позволяющего
по
непрерыв
-
ной
и
простой
схеме
«
получение
-
переработка
-
изделие
»
выпускать
изделия
различного
назначения
в
промышленных
масштабах
.
Разработанный
способ
получения
полимерных
нанокомпозитов
рекомендован
к
применению
на
Шуртанском
ГХК
РУз
с
целью
производства
водонапорных
труб
для
горя
-
чего
водоснабжения
(
взамен
водонапорным
трубам
на
основе
полипро
-
пилена
),
а
также
для
производства
декоративных
композиционных
алюми
-
ний
-
полимерных
«
сендвич
-
панелей
»,
отличающихся
повышенной
пожаробе
-
зопасностью
.
Внедрение
результатов
исследования
.
В
соответствии
с
результатами
исследования
(
связанными
с
получением
нанокомпозитов
полиэтилен
/
монт
-
мориллонит
и
нанокомпозитов
,
обладающими
высокой
стойкостью
к
горе
-
нию
):
разработан
способ
получения
полимерных
нанокомпозитов
,
который
ис
-
пользован
в
международном
кооперационном
проекте
(
между
КНР
,
Россией
,
Украиной
,
Белоруссией
) «Studies on halogen-free flame retardant nylon-66/clay
nanocomposites» (
сведения
от
Института
химии
Академии
наук
Китая
,
от
12
октября
2017
года
).
В
результате
этого
,
разработанный
способ
получения
полимерных
нанокомпозитов
с
низким
содержанием
замедлителей
горения
взят
за
основу
при
получении
огнестойких
полимерных
материалов
,
которые
найдут
применение
в
автомобилестроении
и
в
индустрии
строительных
мате
-
риалов
;
разработан
способ
получения
полимерных
нанокомпозитов
,
который
ис
-
пользовался
в
государственном
научно
-
техническом
проекте
А
-12-95 «
Раз
-
работка
технологии
получения
антифрикционно
-
износостойких
нанокомпо
-
зитов
на
основе
кристаллизующихся
полимеров
,
взаимодействующих
с
во
-
локнистой
массой
(
хлопком
-
сырцом
)» (2014-2017
гг
.) (
справка
от
Академии
наук
Республики
Узбекистан
за
№
4/1255-2100
от
12
октября
2017
года
).
В
результате
этого
,
предложенный
способ
взят
за
основу
при
разработке
техно
-
логии
получения
наноструктурных
композиционных
полимерных
материа
-
лов
с
низким
содержанием
алюмосиликата
и
высокими
антифрикционными
характеристиками
,
изделия
из
которых
будут
использоваться
в
узлах
трения
сельскохозяйственных
машин
.
Результаты
исследования
,
посвященные
усилению
механических
,
терми
-
ческих
и
огнестойких
характеристик
полиэтилена
,
за
счет
введения
модифи
-
цированного
монтмориллонита
и
достижения
его
высокой
степени
эксфолиа
-
ции
,
были
использованы
в
статьях
зарубежных
научных
журналов
(Polymer
composites, 2017.
№
2. IF = 2,32; Polymer science, 2017, V. 59.
№
2. IF = 0,82;
Journal of applied polymer science, 2014, V. 131.
№
2. IF = 1,77).
В
соответ
-
ствии
с
этим
,
опубликованные
результаты
исследования
расширили
пред
-
ставления
о
структуре
,
свойствах
и
получении
нанокомпозитов
полиэти
-
лен
/
монтмориллонит
.
30
Апробация
результатов
исследования
.
Результаты
исследований
апро
-
бированы
на
5
международных
2
республиканских
конференциях
.
Опубликованность
результатов
исследования
.
По
теме
диссертации
опубликовано
12
научных
работ
,
из
них
5
научных
статей
,
в
числе
которых
3
статьи
в
республиканских
и
2
статьи
в
зарубежных
журналах
,
рекомен
-
дуемых
Высшей
аттестационной
комиссией
Республики
Узбекистан
для
публикации
основных
научных
результатов
докторской
диссертации
(PhD).
Структура
и
объем
диссертации
.
Диссертация
состоит
из
введения
,
трех
глав
,
заключения
,
списка
цитируемой
литературы
и
приложений
.
Объем
диссертации
составляет
120
страниц
.
ОСНОВНОЕ
СОДЕРЖАНИЕ
ДИССЕРТАЦИИ
Во
введении
обоснована
актуальность
и
востребованность
результатов
,
сформулирована
цель
и
поставлены
задачи
исследований
,
соответствующие
приоритетным
направлениям
развития
науки
и
технологий
в
Республике
Узбекистан
,
приведены
объекты
и
предмет
исследования
,
обоснована
дос
-
товерность
научных
результатов
исследования
,
изложены
научная
новизна
и
практическая
значимость
полученных
результатов
исследования
,
приводятся
сведения
об
опубликованных
работах
и
о
структуре
диссертации
.
В
первой
главе
диссертации
«
Огнестойкие
нанокомпозиты
на
основе
полимеров
этилена
:
состояние
проблемы
и
пути
ее
решения
»
приводится
критический
анализ
современной
литературы
,
посвященный
способам
повы
-
шения
стойкости
к
горению
нанокомпозитов
на
основе
полимеров
этилена
,
наполненных
слоистыми
алюмосиликатами
и
замедлителями
горения
(
анти
-
пиренами
)
различного
механизма
действия
.
Вторая
глава
диссертации
«
Объекты
и
методы
исследования
»
состоит
из
разделов
,
включающих
сведения
об
основных
характеристиках
исполь
-
зованных
материалов
,
о
методах
синтеза
модификатора
(
бромида
P,P',P''-
трифенил
-P'''-
октадецилфосфония
),
функционализации
полиэтилена
и
моди
-
фикации
монтмориллонита
,
а
также
описание
методов
исследования
струк
-
туры
и
свойств
полученных
объектов
.
Третья
глава
диссертации
«
Результаты
и
их
обсуждение
»
посвящена
исследованию
структуры
и
свойств
модифицированного
монтмориллонита
,
малеинизированного
полиэтилена
(
ПЭМА
),
полимерных
нанокомпозитов
и
нанокомпозитов
,
дополнительно
содержащих
терморасширяющийся
графит
.
В
первом
разделе
третьей
главы
диссертации
приводятся
результаты
анализа
структуры
и
некоторых
свойств
модификатора
,
а
также
обсуждаются
структурные
и
термические
характеристики
монтмориллонита
,
модифици
-
рованного
как
хлоридом
1-
октадециламмония
(C
18
N-MMT),
так
и
бромидом
P,P',P''-
трифенил
-P'''-
октадецилфосфония
(C
18
P-MMT),
которые
сопоставля
-
ются
с
характеристиками
модифицированного
монтмориллонита
,
известного
под
торговым
названием
«Cloisite 20A» (
обозначенного
в
настоящей
работе
как
(
С
18
)
2
N-MMT).
Во
втором
разделе
третьей
главы
диссертации
обсуждаются
структура
и
некоторые
свойства
двух
типов
малеинизированного
полиэтилена
,
получен
-
31
ных
по
приведенной
ниже
реакции
и
отличающихся
концентрацией
привито
-
го
малеинового
ангидрида
.
Первый
тип
полимера
,
содержащий
45
мас
.%
привитого
малеинового
ангидрида
,
получали
путем
малеинизации
линейного
полиэтилена
низкой
плотности
(
ЛПЭНП
),
растворенного
в
растворителе
;
второй
тип
полимера
,
содержащий
5
мас
.%
привитого
малеинового
ангидрида
,
получали
путем
малеинизации
полиэтилена
,
находящегося
в
состоянии
расплава
.
Методом
ИК
-
спектроскопии
установлено
,
что
в
спектре
малеинизированного
полиэти
-
лена
,
полученного
двумя
различными
способами
,
помимо
полос
поглощения
,
присущих
валентным
и
деформационным
колебаниям
метиленовой
группы
в
макроцепи
полиэтилена
,
присутствуют
новые
полосы
поглощения
,
относя
-
щиеся
к
валентным
(1864
см
–1
)
и
деформационным
(1784
см
–1
)
колебаниям
карбонильной
группы
в
циклическом
ангидриде
.
Выявлено
,
что
с
увеличе
-
нием
концентрации
привитого
малеинового
ангидрида
в
составе
малеинизи
-
рованного
полиэтилена
,
ввиду
особенностей
его
химической
структуры
,
снижается
степень
кристалличности
(
см
.
табл
. 3)
и
понижается
стойкость
к
термоокислительной
деструкции
(
см
.
табл
. 1, 2
и
3).
Рис
. 1.
Дифрактограммы
рентгеновского
рассеяния
полимерных
композитов
(
слева
)
и
электронно
-
микроскопический
снимок
(
справа
)
с
ультратонкого
среза
с
образца
нанокомпозита
ПЭ
/
ПЭМА
/C
18
P-MMT (
сос
-
тав
77,6/19,4/3,0
мас
.%).
32
В
третьем
разделе
третьей
главы
диссертации
обсуждаются
структура
и
свойства
полимерных
композитов
,
полученных
путем
смешения
компонен
-
тов
с
полиэтиленом
,
находящегося
в
состоянии
расплава
.
На
рис
. 1 (
слева
)
представлены
дифракционные
рентгеновские
спектры
двух
композитов
,
от
-
личающихся
составом
и
типом
структуры
.
Видно
,
что
по
сравнению
со
спек
-
тром
композита
ПЭ
/C
18
P-MMT,
в
котором
присутствует
рефлекс
средней
интенсивности
,
сопоставимый
с
положением
рефлекса
исходного
монтмо
-
риллонита
,
в
спектре
композита
ПЭ
/
ПЭМА
/C
18
P-MMT,
содержащего
в
соста
-
ве
19,4
мас
.%
малеинизированного
полиэтилена
,
имеется
лишь
гало
слабой
интенсивности
с
условным
максимумом
при
4,64
град
(
d
[001]
= 1,90
нм
).
Об
эксфолиации
слоистого
алюмосиликата
судили
по
снижению
интенсивности
рефлекса
(
или
по
его
отсутствию
)
монтмориллонита
,
содержащегося
в
соста
-
ве
композита
.
Вместе
с
тем
,
на
рис
. 1 (
справа
)
представлен
электронно
-
мик
-
роскопический
снимок
с
ультратонкого
среза
с
образца
полимерного
нано
-
композита
ПЭ
/
ПЭМА
/C
18
P-MMT,
в
котором
присутствуют
как
сильно
-
и
сла
-
боинтеркалированные
макроцепями
полимера
(«
полосатые
»
образования
)
частицы
(
расположенные
в
продольном
направлении
),
так
и
частицы
с
тол
-
щиной
менее
5
нм
,
состоящие
из
нескольких
алюмосиликатных
слоев
.
Таблица
1
Температура
,
при
которой
происходит
потеря
массы
у
образцов
полимеров
и
композитов
на
их
основе
,
содержащих
натриевый
или
модифици
-
рованный
монтмориллонит
Наименование
образца
и
соотношение
компо
-
нентов
(
в
мас
.%)
Температура
, °
С
5% 10% 50%
∆
Т
10%
атмосфера
инертного
газа
(N
2
)
ЛПЭНП
100
446
458
480
—
ПЭМА
100
391
444
476
—
ПЭ
/C
18
P-MMT 97/3
446
458
483
0
ПЭ
/
ПЭМА
/C
18
P-MMT 92,1/4,9/3,0
448
460
485
—
атмосфера
воздуха
ЛПЭНП
100
317
341
391
—
ПЭМА
100
291
352
438
—
ПЭ
/
С
18
P-MMT 97/3
320
347
415
+6
ПЭ
/Na-MMT 97/3 307
338
397
–3
ПЭ
/
ПЭМА
95/5 304
338
408
—
ПЭ
/
ПЭМА
/
С
18
P-MMT 92,1/4,9/3,0
292
327
427
–11
ПЭ
/
ПЭМА
/Na-MMT 92,1/4,9/3,0 307
347
402
+9
ПЭ
/
ПЭМА
80/20
291
332
410
—
ПЭ
/
ПЭМА
/C
18
P-MMT 77,6/19,4/3,0 305
382
437
+50
ПЭ
/
ПЭМА
/Na-MMT 77,6/19,4/3,0 297
339
414
+7
Примечание
.
Использовали
модифицированный
монтмориллонит
C
18
P-
ММТ
(
модифицированный
бромидом
P,P',P''-
трифенил
-P'''-
октадецилфосфония
),
содержание
модификатора
в
котором
состав
-
ляло
33,7
мас
.%.
Судя
по
результатам
проведенного
сравнительного
анализа
дифрак
-
ционных
спектров
полученных
композитов
,
отличающихся
типом
монтмо
-
риллонита
,
следует
,
что
чем
больше
межслоевое
расстояние
в
модифици
-
рованном
монтмориллоните
и
выше
концентрация
малеинизированного
33
полиэтилена
,
введенного
извне
в
состав
композита
на
основе
полиэтилена
,
тем
выше
степень
эксфолиации
слоистого
алюмосиликата
.
При
этом
выяв
-
лено
,
что
степень
эксфолиации
слоистого
алюмосиликата
также
зависит
от
продолжительности
смешения
компонентов
и
вязкости
расплава
смеси
.
В
целом
,
из
серии
полученных
полимерных
композитов
к
нанокомпозитам
,
в
составе
которых
доля
интеркалированных
или
эксфолиированных
частиц
слоистого
алюмосиликата
превалирует
,
относятся
:
ПЭ
/
ПЭМА
/C
18
N-MMT
(
состав
92/5/3
мас
.%),
ПЭМА
/C
18
N-MMT (
состав
97/3
мас
.%),
ПЭ
/
ПЭМА
/C
18
P-MMT (
состав
77,6/19,4/3,0
мас
.%)
и
ПЭ
/
ПЭМА
/(C
18
)
2
N-MMT
(75/20/5
мас
.%).
Во
всех
остальных
составах
,
по
данным
рентгенострук
-
турного
анализа
,
значительно
превалирует
доля
первичных
частиц
(
частиц
неинтеркалированных
макроцепями
полимера
)
слоистого
алюмосиликата
.
В
зависимости
от
типа
монтмориллонита
и
от
полярности
матрицы
полимера
исследованы
термические
свойства
полимерных
композитов
.
По
значениям
температуры
,
соответствующей
определенной
потере
массы
,
представленным
в
табл
. 1,
видно
,
что
относительно
большая
разница
в
зна
-
чениях
T
10%
,
составляющая
50°
С
,
наблюдается
между
полимерным
наноком
-
позитом
ПЭ
/
ПЭМА
/C
18
Р
-
ММТ
(
состав
77,6/19,4/3,0
мас
.%)
и
ненаполненной
полимерной
смесью
,
состоящей
из
80
мас
.%
полиэтилена
и
20
мас
.%
мале
-
инизированного
полиэтилена
.
Аналогичная
зависимость
наблюдается
и
для
композитов
на
основе
малеинизированного
полиэтилена
(
содержащего
5
мас
.%
привитого
малеинового
ангидрида
),
а
также
для
композитов
,
содержа
-
щих
его
лишь
в
качестве
отдельного
компонента
(
табл
. 2,
рис
. 2,
слева
).
Таблица
2
Температура
,
при
которой
происходит
потеря
массы
и
энергия
активации
термо
-
окислительной
деструкции
образцов
полимеров
и
композитов
на
их
основе
,
содер
-
жащих
модифицированный
монтмориллонит
или
органические
антиоксиданты
Наименование
образца
и
соотношение
ком
-
понентов
(
в
мас
.%)
Температура
, °
С
E
а
,
кДж
/
моль
(
Т
3%
,°
С
)
5% 10% 50%
∆
Т
10%
ЛПЭНП
100
356 372 440 — 109,6
(330)
ПЭ
/(C
18
)
2
N-MMT
95/5
361 392 445 +20 96,3
(345)
ПЭМА
100
327 350 440 —
—
ПЭМА
/(C
18
)
2
N-MMT
95/5
359 420 460 +70 34,9
(310)
ПЭ
/
ПЭМА
50/50
307 358 440 —
—
ПЭ
/
ПЭМА
/(C
18
)
2
N-MMT
75/20/5
408 426 460 +68 198,1
(360)
ПЭ
/
Irganox
1076
99,775/0,225 390 415 448 +43 102,1
(350)
ПЭ
/
Irganox
1076 +
Irgafos
168 99,775/0,225 380 400 440 +28 212,1
(365)
Примечания
: 1.
Использовали
модифицированный
монтмориллонит
((C
18
)
2
N-
ММТ
),
марки
«Cloisite 20A» (Southern Clay Product Inc.),
содержащий
до
39
мас
.%
смеси
N,N'-
диметил
-N'',N'''-
диалкиламмониевых
солей
(65% – [(CH
3
)
2
(C
18
H
37
)
2
N]Cl, 30% – [(CH
3
)
2
(C
16
H
33
)
2
N]Cl
и
5% –
[(CH
3
)
2
(C
12
H
25
)
2
N]Cl). 2.
ПЭМА
–
малеинизированный
полиэтилен
,
полученный
путем
прививки
малеинового
ангидрида
к
полиэтилену
,
находящегося
в
состоянии
расплава
.
Количество
приви
-
того
малеинового
ангидрида
составляло
~5
мас
.%. 3.
Органические
стабилизаторы
:
трис
(2,4-
ди
-
трет
-
бутилфенил
)
фосфит
(C
42
H
63
O
3
P),
известный
под
торговым
названием
«Irgafos 168»
и
октадецил
-3-(3,5-
ди
-
трет
-
бутил
-4-
гидроксифенил
)
пропионат
(C
35
H
62
O
3
),
известный
под
торговым
названием
«Irganox 1076».
Проведена
сравнительная
оценка
термической
стойкости
полимерных
композитов
,
содержащих
модифицированный
монтмориллонит
,
с
составами
,
34
содержащими
органические
антиоксиданты
фенольного
и
фосфитного
типа
.
Установлено
,
что
величина
эффективной
энергии
активации
термоокисли
-
тельной
деструкции
(
E
a
)
у
нанокомпозита
ПЭ
/
ПЭМА
/(C
18
)
2
N-MMT
в
два
раза
больше
,
по
сравнению
с
остальными
составами
и
близка
по
величине
для
полимерного
состава
,
содержащего
синергическую
смесь
органических
ста
-
билизаторов
(
табл
. 2).
Очевидно
,
что
композиты
,
в
составе
которых
присут
-
ствуют
эксфолиированные
частицы
алюмосиликата
,
характеризуются
срав
-
нительно
более
высокой
термостабильностью
,
нежели
композиты
,
в
составе
которых
доля
первичных
частиц
слоистого
алюмосиликата
значительно
пре
-
обладает
.
Полагаем
,
что
образование
разветвленных
или
сшитых
продуктов
,
для
разрушения
которых
требуется
значительно
больше
энергии
,
связано
с
реакциями
рекомбинации
макрорадикалов
,
протекающих
при
термоокисли
-
тельной
деструкции
полимера
в
составе
нанокомпозита
,
число
которых
уве
-
личивается
с
повышением
степени
эксфолиации
слоистого
алюмосиликата
.
Рис
. 2.
ТГ
-
кривые
(
слева
)
и
кинетические
кривые
потери
массы
(
справа
)
для
образцов
полимера
и
полимерных
составов
,
содержащих
модифици
-
рованный
монтмориллонит
или
органические
антиоксиданты
.
Вместе
с
тем
,
исследована
стойкость
полимерных
нанокомпозитов
к
тер
-
моокислительной
деструкции
в
изотермическом
режиме
(
метод
«
ускорен
-
ного
старения
»
или
«
старение
в
печи
»).
Продолжительность
испытаний
в
воздушной
атмосфере
составляла
100
ч
.
По
результатам
испытаний
выяв
-
лено
,
что
термостабильность
полимеров
,
выраженная
через
величину
потери
массы
за
весь
период
испытаний
(
Δ
W
100
),
увеличивается
в
следующем
ряду
:
ПЭ
(2,80%) <
ПЭМА
(2,09%) <
ПЭ
/
ПЭМА
(1,63%);
термостабильность
композитов
–
в
следующем
ряду
:
ПЭМА
/(C
18
)
2
N-
ММТ
(1,57%) <
ПЭ
/(C
18
)
2
N-
ММТ
(1,28%) <
ПЭ
/
ПЭМА
/(C
18
)
2
N-
ММТ
(1,21%).
Судя
по
низким
значениям
потери
массы
у
образцов
полимерных
композитов
следует
,
что
термоокисли
-
тельная
деструкция
образцов
композитов
на
основе
малеинизированного
35
полиэтилена
протекает
несколько
интенсивнее
,
чем
у
образцов
композитов
на
основе
полиэтилена
,
что
,
по
-
видимому
,
обусловлено
участием
химических
групп
поверхности
алюмосиликата
в
ускорении
деструкции
полимера
(
рис
. 2,
справа
).
Рис
. 3.
ДСК
-
кривые
плавления
(
слева
)
и
кристаллизации
(
справа
)
полиэтилена
,
малеинизированного
полиэтилена
,
смеси
двух
полимеров
и
композитов
на
их
основе
.
Методом
дифференциальной
сканирующей
калориметрии
(
в
режиме
«
нагрев
-
охлаждение
-
нагрев
»)
исследованы
фазовые
переходы
полимера
в
полимерных
композитах
,
отличающихся
типом
структуры
,
формирующейся
в
процессе
их
получения
(
рис
. 3,
табл
. 3).
Таблица
3
Температура
и
теплота
плавления
(
или
кристаллизации
),
степень
кристалличности
полиэтилена
,
малеинизированного
полиэтилена
,
смеси
двух
полимеров
и
композитов
на
их
основе
,
отличающихся
типом
монтмориллонита
Наименование
образца
и
соотноше
-
ние
компонентов
(
в
мас
.%)
T
емпература
,
соответ
-
ствующая
максимуму
на
кривой
ДСК
, °
С
Теплота
,
Дж
/
г
χ
, %
T
пл
1
T
пл
2
Т
кр
H
пл
H
кр
ЛПЭНП
100
117,6
—
99,4
110,1
–78,3
37,6
ПЭМА
100
106,3 — 81,2 74,8 –47,5 25,5
ПЭ
/Na-MMT
97/3
121,0 109,0 107,9 105,2 –125,4 37,0
ПЭ
/C
18
P-MMT
97/3
121,1 109,0 108,3 122,9 –131,3 43,2
ПЭ
/
ПЭМА
80/20
121,3 106,9 111,9 92,9 –88,7 31,7
ПЭ
/
ПЭМА
/Na-MMT 77,6/19,4/3,0 120,9 105,6 110,5 91,9 –81,5 32,3
ПЭ
/
ПЭМА
/C
18
P-MMT
77,6/19,4/3,0 120,9 105,6 111,9 81,0 –73,6 28,5
Примечание
.
Степень
кристалличности
рассчитывали
относительно
теплоты
плавления
полностью
кристаллического
линейного
полиэтилена
низкой
плотности
,
составляющей
293,0
Дж
/
г
.
36
Несмотря
на
то
,
что
по
температуре
плавления
между
образцами
полимерного
нанокомпозита
ПЭ
/
ПЭМА
/C
18
P-MMT
и
исходной
полимерной
смесью
нет
значительной
разницы
,
однако
степень
кристалличности
(
χ
)
нано
-
композита
намного
ниже
степени
кристалличности
всех
остальных
составов
(
рис
. 3
слева
,
табл
. 3).
Полученные
экспериментальные
данные
позволили
сделать
вывод
,
что
снижение
степени
кристалличности
полимера
в
нанокомпозите
связано
с
химическими
и
физическими
взаимодействиями
,
возникающими
(
на
границе
раздела
фаз
)
между
функциональными
группами
малеинизированного
поли
-
этилена
и
химическими
группами
поверхности
частицы
алюмосиликата
,
ограничивающими
подвижность
цепей
полимера
и
затрудняющими
его
кристаллизацию
(
см
.
рис
. 3
справа
,
табл
. 3).
Исследованы
механические
характеристики
полимерных
наноком
-
позитов
,
отличающихся
типом
монтмориллонита
и
типом
малеинизирован
-
ного
полиэтилена
,
содержащего
5
мас
.% (
табл
. 4)
или
45
мас
.% (
табл
. 5)
при
-
витого
малеинового
ангидрида
.
Таблица
4
Упруго
-
прочностные
характеристики
полиэтилена
и
полимерных
композитов
,
отли
-
чающихся
типом
монтмориллонита
и
матрицей
полимера
Наименование
образца
и
соотношение
компонентов
(
в
мас
.%)
σ
разр
,
МПа
ε
, %
E
,
МПа
ЛПЭНП
100
20,3
±0,5
1650
±10
147
±3
ПЭ
/Na-
ММТ
97/3
20,2
±0,2
1220
±28
201
±1
ПЭ
/
С
18
N-
ММТ
97/3
17,1
±0,3
1290
±6
179
±4
ПЭ
/(
С
18
)
2
N-
ММТ
97/3 20,7
±1,0
1390
±57
202
±1
ПЭМА
100
—
—
—
ПЭМА
/Na-
ММТ
97/3 8,6
±6,8
320
±34
178
±9
ПЭМА
/
С
18
N-
ММТ
97/3 10,6
±3,1
320
±30
194
±9
ПЭМА
/(
С
18
)
2
N-
ММТ
97/3
13,6
±2,7
710
±166
204
±3
ПЭ
/
ПЭМА
95/5
—
—
—
ПЭ
/
ПЭМА
/Na-
ММТ
92/5/3 14,2
±1,3
970
±127
188
±7
ПЭ
/
ПЭМА
/
С
18
N-
ММТ
92/5/3 14,1
±1,9
890
±148
197
±3
ПЭ
/
ПЭМА
/(
С
18
)
2
N-
ММТ
92/5/3
16,6
±0,5
1250
±14
228
±2
Как
видно
из
табл
. 4
повышение
модуля
упругости
(
E
)
композитов
,
со
-
держащих
модифицированный
монтмориллонит
,
происходит
в
случае
при
-
сутствия
в
составе
композита
малеинизированного
полиэтилена
.
Выявлено
,
что
с
преобладанием
эксфолиированной
доли
частиц
алюмосиликата
в
соста
-
ве
полимера
модуль
упругости
композита
значительно
повышается
.
Напри
-
мер
,
из
серии
представленных
в
табл
. 4
композитов
видно
,
что
относительно
высоким
модулем
упругости
,
который
на
55%
выше
по
сравнению
с
модулем
упругости
исходного
полиэтилена
,
обладает
ПЭ
/
ПЭМА
/(
С
18
)
2
N-
ММТ
нанокомпозит
(
состав
92/5/3
мас
.%).
Судя
по
величинам
относительного
удлинения
при
растяжении
(
ε
)
нанокомпозит
ПЭ
/
ПЭМА
/(
С
18
)
2
N-
ММТ
(
состав
92/5/3
мас
.%),
в
отличие
от
композитов
на
основе
малеинизирован
-
ного
полиэтилена
,
характеризуется
удовлетворительной
пластичностью
.
37
Вместе
с
тем
,
исследовали
зависимость
упруго
-
прочностных
характе
-
ристик
полимерных
композитов
от
концентрации
малеинизированного
поли
-
этилена
и
типа
монтмориллонита
в
их
составе
.
Из
представленных
в
табл
. 5
результатов
испытаний
образцов
видно
,
что
повышение
(
с
13%
до
21%)
модуля
упругости
,
относительно
модуля
упругости
смесей
двух
полимеров
,
происходит
вследствие
увеличения
концентрации
(
с
5
до
20
мас
.%)
малеи
-
низированного
полэтилена
(
или
с
2,2
до
8,7
мас
.%
привитого
малеинового
ангидрида
)
в
составе
композитов
полиэтилен
/
монтмориллонит
и
степени
экс
-
фолиации
слоистого
алюмосиликата
.
Как
видно
из
табл
. 4
и
5
ряд
образцов
полимерных
микрокомпозитов
характеризуется
относительно
низкими
проч
-
ностными
характеристиками
,
связанными
,
по
-
видимому
,
с
присутствием
в
их
составе
доли
первичных
частиц
монтмориллонита
,
являющихся
,
своего
рода
,
центрами
разрушения
(
дефектами
).
Таблица
5
Упруго
-
прочностные
характеристики
полиэтилена
,
смесей
двух
полимеров
и
ком
-
позитов
на
их
основе
,
отличающихся
типом
монтмориллонита
и
концентрацией
ма
-
леинизированного
полиэтилена
Наименование
образца
и
соотноше
-
ние
компонентов
(
в
мас
.%)
Прочность
(
σ
),
МПа
ε
, %
Е
,
МПа
σ
раст
σ
тек
σ
разр
ЛПЭНП
100
16,1
±1,3
13,7
±1,2
14,1
±2,5
743
±73
95
±11
ПЭ
/Na-MMT 97/3
16,5
±0,8
13,2
±0,4
13,9
±1,5
747
±46
100
±5
ПЭ
/
С
18
P-MMT 97/3 15,7
±0,7
14,4
±0,5
11,5
±1,8
717
±42
109
±7
ПЭ
/
ПЭМА
95/5
17,0
±1,4
13,5
±0,3
15,2
±2,2
754
±66
104
±5
ПЭ
/
ПЭМА
/Na-MMT 92,1/4,9/3,0 17,2
±0,8
17,2
±0,8
8,5
±0,8
156
±22
116
±5
ПЭ
/
ПЭМА
/
С
18
P-MMT 92,1/4,9/3,0 16,4
±0,3
16,3
±0,4
12,1
±2,7
415
±25
117
±5
ПЭ
/
ПЭМА
80/20
16,8
±0,3
16,8
±0,3
7,9
±1,1
105
±21
116
±5
ПЭ
/
ПЭМА
/Na-MMT 77,6/19,4/3,0
18,0
±0,9
18,0
±0,9
10,5
±0,8
103
±16
117
±5
ПЭ
/
ПЭМА
/
С
18
P-MMT 77,6/19,4/3,0 18,3
±0,3
18,3
±0,3
11,9
±0,8
92
±10
140
±3
В
работе
особое
внимание
уделено
исследованию
стойкости
композитов
на
основе
полиэтилена
,
содержащих
различного
типа
монтмориллонит
и
отличающихся
типом
структуры
,
к
горению
.
Выявлено
,
что
зависимость
коэффициента
дымовыделения
(
в
режиме
горения
)
от
типа
структур
,
фор
-
мирующихся
в
процессе
смешения
компонентов
,
косвенная
,
так
как
срав
-
нительно
низким
коэффициентом
дымообразования
обладают
композиты
(
отличающиеся
наличием
5
мас
.%
малеинизированного
полиэтилена
),
содер
-
жащие
как
натриевый
,
так
и
модифицированный
монтмориллонит
(
табл
. 6).
На
основании
полученных
данных
полагаем
,
что
введение
малеинизи
-
рованного
полиэтилена
в
состав
композита
полиэтилен
/
монтмориллонит
способствует
лучшему
распределению
частиц
алюмосиликата
в
объеме
базового
полимера
,
тогда
как
распределение
частиц
алюмосиликата
в
компо
-
зите
на
основе
малеинизированного
полиэтилена
несколько
хуже
.
По
-
види
-
мому
,
это
связано
с
высокой
вязкостью
системы
,
вызванной
взаимодей
-
ствиями
между
макромолекулами
малеинизированного
полиэтилена
,
а
также
взаимодействиями
,
возникающими
между
функциональными
группами
тако
-
го
полимера
и
поверхностными
группами
частицы
алюмосиликата
.
В
резуль
-
тате
таких
взаимодействий
(
обратный
эффект
)
степень
эксфолиации
слоис
-
38
того
алюмосиликата
снижается
.
Вероятно
поэтому
,
многие
композиты
на
основе
малеинизированного
полиэтилена
характеризуются
низкой
степенью
эксфолиации
слоистого
алюмосиликата
,
а
их
свойства
не
отличаются
от
свойств
исходного
,
ненаполненного
полимера
.
Таблица
6
Скорость
горения
(
категория
стойкости
к
горению
)
образцов
полиэтилена
и
поли
-
мерных
композитов
,
отличающихся
типом
монтмориллонита
и
матрицей
полимера
Наименование
образца
и
соотношение
компонентов
(
в
мас
.%)
Коэффициент
дымо
-
выделения
,
м
2
/
кг
Скорость
горения
(
категория
),
мм
/
мин
ЛПЭНП
100
108
18,5
(HB)
ПЭ
/Na-
ММТ
97/3 88 21,4
(HB)
ПЭ
/
С
18
N-
ММТ
97/3
63 16,7
(HB)
ПЭ
/(C
18
)
2
N-
ММТ
97/3
66
21,6
(HB)
ПЭМА
100
—
—
ПЭМА
/Na-
ММТ
97/3
106
19,6
(HB)
ПЭМА
/
С
18
N-
ММТ
97/3
40
17,6
(HB)
ПЭМА
/(C
18
)
2
N-
ММТ
97/3
74
21,0
(HB)
ПЭ
/
ПЭМА
95/5 — —
ПЭ
/
ПЭМА
/Na-
ММТ
92/5/3
38
18,0
(HB)
ПЭ
/
ПЭМА
/
С
18
N-
ММТ
92/5/3
29
14,8
(HB)
ПЭ
/
ПЭМА
/(C
18
)
2
N-
ММТ
92/5/3
33
18,9
(HB)
Примечания
: 1.
ПЭМА
–
малеинизированный
полиэтилен
,
полученный
путем
прививки
малеи
-
нового
ангидрида
к
полиэтилену
,
находящегося
в
состоянии
расплава
.
Количество
привитого
малеинового
ангидрида
составляло
~5
мас
.%. 2.
Определения
даны
в
соответствии
с
обозначени
-
ями
,
принятыми
в
стандарте
UL-94:
НВ
(horizontal burning) –
пламя
горелки
является
источником
воспламенения
горизонтально
закрепленного
образца
. VB (vertical burning) –
пламя
горелки
явля
-
ется
источником
воспламенения
вертикально
закрепленного
образца
.
Установлено
,
что
скорость
горения
,
как
и
кислородный
индекс
,
зависит
не
только
от
природы
полимера
и
наполнителя
,
но
и
от
типа
структуры
ком
-
позита
полиэтилен
/
слоистый
алюмосиликат
.
Для
композитов
,
содержащих
модифицированный
монтмориллонит
C
18
P-MMT
выявлено
,
что
снижение
скорости
горения
и
повышение
кислородного
индекса
обусловлено
:
во
-
первых
,
участием
частиц
алюмосиликата
в
реакциях
структурирования
поли
-
мера
;
во
-
вторых
,
ингибированием
окислительных
реакций
,
протекающих
в
предпламенной
зоне
,
активными
радикалами
фосфора
(P
2
, PO, PO
2
,
в
мень
-
шей
степени
P
и
HPO),
образующихся
,
в
свою
очередь
,
в
результате
терми
-
ческой
деструкции
продуктов
((
С
6
H
5
)
3
PO
и
(
С
6
H
5
)
3
P)
разложения
модифи
-
катора
в
модифицированном
монтмориллоните
(
табл
. 7).
У
образцов
полимерных
нанокомпозитов
(
ПЭМА
/
С
18
N-
ММТ
и
ПЭ
/
ПЭМА
/
С
18
N-
ММТ
)
в
составе
которых
присутствуют
как
интеркалирован
-
ные
,
так
и
частично
эксфолиированные
частицы
слоистого
алюмосиликата
,
не
наблюдается
образования
во
время
испытаний
горящих
капель
,
харак
-
терных
для
полиэтилена
и
микрокомпозитов
на
его
основе
,
содержащих
лю
-
бой
из
трех
типов
монтмориллонита
.
Полимерные
нанокомпозиты
,
хотя
и
характеризуются
относительно
вы
-
сокой
термической
стойкостью
и
сопротивляются
возгоранию
значительно
дольше
ненаполненного
полимера
,
однако
относятся
к
категории
слабогорю
-
39
чих
материалов
для
подавления
воспламенения
которых
,
требуется
дополни
-
тельное
введение
в
их
состав
замедлителей
горения
.
Особый
интерес
вызыва
-
ют
замедлители
горения
,
способные
вспучиваться
(
расширяться
)
в
результа
-
те
термического
воздействия
.
В
этом
отношении
,
весьма
интересным
объек
-
том
исследования
,
на
наш
взгляд
,
является
терморасширяющийся
графит
.
Таблица
7
Скорость
горения
(
категория
стойкости
к
горению
)
образцов
полиэтилена
,
смеси
двух
полимеров
и
композитов
на
их
основе
,
отличающихся
типом
монтмориллонита
Наименование
образца
и
соотношение
компонентов
(
в
мас
.%)
Кислородный
индекс
,
об
.%
Скорость
горения
,
мм
/
мин
(
категория
)
ЛПЭНП
100
18,0 23,8
(HB)
ПЭ
/Na-MMT 97/3
18,0
26,5
(HB)
ПЭ
/C
18
P-MMT 97/3
18,5
24,6
(HB)
ПЭ
/
ПЭМА
80/20
18,5
35,6
(HB)
ПЭ
/
ПЭМА
/Na-MMT 77,6/19,4/3,0
18,0
35,4
(HB)
ПЭ
/
ПЭМА
/
С
18
P-MMT 77,6/19,4/3,0
20,0
23,6
(HB)
Примечание
.
ПЭМА
–
малеинизированный
полиэтилен
,
полученный
путем
прививки
малеинового
ангидрида
к
полиэтилену
,
находящегося
в
среде
растворителя
.
Количество
привитого
малеинового
ангидрида
составляло
45
мас
.%.
Исходя
из
изложенного
,
исследовали
влияние
терморасширяющегося
графита
на
понижение
горючести
полиэтилена
и
полимерных
композитов
,
отличающихся
как
структурой
,
так
и
типом
монтмориллонита
(
табл
. 8).
Таблица
8
Скорость
горения
(
категория
стойкости
к
горению
)
образцов
полиэтилена
и
поли
-
мерных
композитов
на
его
основе
,
отличающихся
типом
монтмориллонита
и
кон
-
центрацией
терморасширяющегося
графита
Наименование
образца
и
соотношение
компонентов
(
в
мас
.%)
Скорость
горения
,
мм
/
мин
(
категория
)
ПЭ
/
Терморасширяющийся
графит
100/0 18,8
(HB)
90/10 10,5
(HB)
80/20 8,7
(HB)
70/30 —
(VB,
V-1)
60/40 —
(VB,
V-0)
50/50 —
(VB,
V-0)
[
ПЭ
/(C
18
)
2
N-
ММТ
]/
Терморасширя
-
ющийся
графит
100[95/5]/0 24,6
(HB)
90[95/5]/10 —
(HB)
80[95/5]/20 —
(VB,
V-0)
[
ПЭ
/
ПЭМА
/(C
18
)
2
N-
ММТ
]/
Термо
-
расширяющийся
графит
100[75/20/5]/0 22,8
(HB)
90[75/20/5]/10 —
(VB,
V-0)
80[75/20/5]/20 —
(VB,
V-0)
[
ПЭ
/Na-
ММТ
]/
Терморасширяю
-
щийся
графит
100[95/5]/0 18,6
(HB)
90[95/5]/10 8,8
(HB)
80[95/5]/20 8,8
(HB)
Примечание
.
Использовали
терморасширяющийся
графит
(
марка
«Graft EG-350»,
Китай
)
плот
-
ность
которого
составляла
2,09 – 2,23
г
/
см
3
,
степень
расширения
– 350
мл
/
г
и
температура
начала
расширения
– 170°
С
.
Судя
по
представленным
в
табл
. 8
результатам
испытаний
серии
полу
-
ченных
композитов
видно
,
что
отсутствие
воспламенения
образцов
наблю
-
40
дается
лишь
тогда
,
когда
содержание
терморасширяющегося
графита
в
составе
полиэтилена
достигает
40
мас
.%.
По
результатам
испытаний
установлено
,
что
повышение
температуры
в
конденсированной
фазе
,
охват
пламенем
всей
остальной
поверхности
образ
-
ца
и
усиление
горения
происходит
вследствие
воспламенения
продуктов
деструкции
полимера
,
образующегося
на
вспученных
частицах
графита
,
который
,
как
известно
,
принадлежит
к
типу
инертных
замедлителей
горения
,
не
участвующих
в
ингибировании
реакций
термоокислительной
деструкции
полимера
.
Для
подавления
воспламенения
полимера
в
состав
полимерных
компози
-
тов
,
содержащих
натриевый
или
модифицированный
монтмориллонит
,
до
-
полнительно
вводили
сначала
20
мас
.%
терморасширяющегося
графита
,
а
затем
снижали
его
концентрацию
до
10
мас
.% (
табл
. 8).
Обнаружено
,
что
образцы
микрокомпозитов
ПЭ
/(C
18
)
2
N-MMT,
содержащие
указанное
коли
-
чество
замедлителя
горения
,
поддерживают
горение
(
хотя
и
не
имеют
пос
-
тоянной
скорости
горения
),
в
то
время
как
ПЭ
/
ПЭМА
/(C
18
)
2
N-MMT
наноком
-
позиты
,
содержащие
всего
10
мас
.%
терморасширяющегося
графита
,
харак
-
теризуются
наивысшей
стойкостью
к
горению
(
категория
V-0).
По
нашему
мнению
,
замедление
горения
полимерных
нанокомпозитов
,
содержащих
в
своем
составе
терморасширяющийся
графит
,
связано
с
их
вы
-
сокой
вязкостью
расплава
,
вызванной
большим
числом
взаимодействий
,
воз
-
никающих
между
малеинизированным
полиэтиленом
и
эксфолиированными
частицами
алюмосиликата
,
а
также
присутствием
разветвленных
и
сшитых
полимерных
продуктов
,
образующихся
(
не
без
участия
алюмосиликата
)
в
ре
-
зультате
термоокислительного
процесса
,
что
обуславливает
отсутствие
у
об
-
разцов
нанокомпозитов
горящих
капель
,
наблюдающихся
при
горении
поли
-
этилена
.
Отсутствие
воспламенения
образцов
даже
после
повторного
воздей
-
ствия
пламенем
горелки
связано
с
образованием
на
их
поверхности
объем
-
ного
,
состоящего
из
вспученных
частиц
графита
и
продуктов
коксования
полимера
,
защитного
слоя
,
препятствующего
тепло
-
и
массообмену
.
Преимуществом
полимерных
нанокомпозитов
,
дополнительно
содержа
-
щих
терморасширяющийся
графит
,
является
:
высокие
огнестойкие
показа
-
тели
при
сравнительно
низких
концентрациях
наполнителя
и
антипирена
,
высокие
термические
характеристики
,
отсутствие
проблем
,
связанных
с
пере
-
работкой
таких
материалов
всеми
известными
способами
,
отсутствие
обра
-
зования
агрессивных
веществ
,
оказывающих
корродирующее
влияние
на
ра
-
бочие
части
перерабатывающего
оборудования
.
41
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Полученные
в
настоящей
работе
результаты
исследования
по
теме
дис
-
сертации
доктора
философии
(PhD)
по
химическим
наукам
«
Особенности
формирования
,
структура
и
свойства
огнестойких
нанокомпозитов
полиэти
-
лен
/
монтмориллонитом
»
заключаются
в
следующем
:
1.
Синтезирован
бромид
P,P',P''-
трифенил
-P'''-
октадецилфосфония
,
ис
-
пользуя
который
,
а
также
хлорид
1-
октадециламмония
,
проведена
модифи
-
кация
натриевого
монтмориллонита
.
Исследована
структура
полученных
типов
модифицированного
монтмориллонита
,
а
также
изучены
их
терми
-
ческие
характеристики
.
Установлено
,
что
монтмориллонит
,
модифициро
-
ванный
бромидом
P,P',P''-
трифенил
-P'''-
октадецилфосфония
,
характеризуется
сравнительно
большим
межслоевым
расстоянием
,
по
сравнению
с
монт
-
мориллонитом
,
модифицированным
аммониевыми
поверхностно
-
активными
веществами
с
одно
-
или
двухцепными
алифатическими
цепями
.
2.
Путем
прививки
малеинового
ангидрида
к
полиэтилену
,
находящегося
в
состоянии
расплава
или
растворенного
в
растворителе
,
получено
два
типа
малеинизированного
полиэтилена
,
содержащих
5
и
45
мас
.%
привитого
ма
-
леинового
ангидрида
соответственно
.
Выявлено
,
что
с
увеличением
концен
-
трации
малеинового
ангидрида
,
привитого
к
макроцепи
полиэтилена
,
снижа
-
ется
его
степень
кристалличности
,
температура
плавления
и
стойкость
к
тер
-
моокислительной
деструкции
.
3.
Методом
смешения
компонентов
в
расплаве
полиэтилена
получены
полимерные
композиты
,
отличающиеся
интеркалированным
и
эксфолии
-
рованным
типом
структуры
.
Выявлено
,
что
степень
эксфолиации
слоистого
алюмосиликата
повышается
с
увеличением
содержания
малеинизированного
полиэтилена
(
или
концентрации
привитого
малеинового
ангидрида
)
в
составе
композита
,
при
этом
одновременно
снижается
и
степень
кристалличности
полиэтилена
в
его
составе
.
4.
Установлено
,
что
при
увеличении
степени
эксфолиации
слоистого
алюмосиликата
в
составе
полиэтилена
повышается
модуль
упругости
(
для
нанокомпозитов
,
содержащих
3
мас
.% C
18
P-MMT –
на
47%; 5
мас
.% (C
18
)
2
N-
MMT –
на
55%),
термостабильность
(
для
нанокомпозитов
,
содержащих
3
мас
.% C
18
P-MMT
на
50°
С
или
5
мас
.% (C
18
)
2
N-MMT –
на
68°
С
).
Вместе
с
тем
выявлено
,
что
пластичность
и
прочностные
характеристики
полимерных
нанокомпозитов
сохраняются
на
уровне
исходного
,
ненаполненного
полиэти
-
лена
,
снижается
скорость
горения
и
повышается
кислородный
индекс
(
с
18
до
20
об
.%).
5.
Установлено
,
что
в
режиме
ускоренных
испытаний
(«
старение
в
пе
-
чи
»)
термоокислительная
деструкция
нанокомпозитов
протекает
менее
интенсивно
,
по
сравнению
с
ненаполненным
полиэтиленом
,
скорость
потери
массы
которого
в
два
раза
выше
.
Более
того
,
нанокомпозиты
по
стойкости
в
условиях
длительного
теплового
воздействия
превосходят
составы
,
содержа
-
щие
органические
антиоксиданты
.
42
6.
Впервые
получены
полимерные
нанокомпозиты
с
низким
содержа
-
нием
в
их
составе
замедлителя
горения
.
Показано
,
что
нанокомпозиты
(
с
преимущественно
эксфолиированной
структурой
),
содержащие
дополнитель
-
но
не
более
10
мас
.% (
вместо
40
мас
.%)
терморасширяющегося
графита
,
обладают
высокой
стойкостью
к
горению
(
категория
V-0)
и
рядом
других
по
-
ложительных
характеристик
.
ONE-TIME SCIENTIFIC COUNCIL AT THE SCIENTIFIC COUNCIL
ON AWARD OF SCIENTIFIC DEGREES DSc.27.06.2017.FM/K/T.36.01
AT THE INSTITUTE OF POLYMER CHEMISTRY AND PHYSICS
INSTITUTE OF POLYMER CHEMISTRY AND PHYSICS
DOLGOV VALENTIN VADIMOVICH
SPECIFICS OF FORMATION, STRUCTURE, AND PROPERTIES
OF FLAME RESISTANCE POLYETHYLENE/MONTMORILLONITE
NANOCOMPOSITES
02.00.06 – High molecular compounds
02.00.12 – Nanochemistry, nanophysics, nanotechnology
DISSERTATION ABSTRACT OF THE DOCTOR OF PHILOSOPHY (PhD)
ON CHEMICAL SCIENCES
Tashkent — 2017
The subject of dissertation of the doctor of philosophy (PhD) is registered at the
Supreme Attestation Commission under the Cabinet of Ministers of the Republic of
Uzbekistan in number B2017.1.PhD/K12.
The dissertation was carried out at the Institute of Polymer Chemistry and Physics.
The abstract of dissertation in three languages (Uzbek, Russian, English (resume)) placed
on the website of the Scientific Council (www.polchemphys.uz) and on the website of «Ziyonet»
information-educational portal (www.ziyonet.uz.)
Scientific supervisor:
Nigmat Rustamovich Ashurov
Doctor of Technical Sciences,
Professor
Official
opponents:
Olim
Narbekovich
Ruzimuradov
Doctor of Chemical Sciences,
Associate Professor
Rakiya Yunusovna Milusheva
Candidate of Chemical Sciences,
Senior Researcher
Leading organization:
Tashkent chemical-technological institute
The defense of the dissertation will take place on 2017
December
«
28
» at
14
:
00
o’clock at
the meeting of One-time Scientific Council at the Scientific Council
DSc.27.06.2017.FM/K/T.36.01 at the Institute of Polymer Chemistry and Physics (Address:
100128, Tashkent city, Abdulla Kadyri str., 7
b
. Phone: (+99871)241-85-94, fax: (+99871)241-
26-61, e-mail: polymer@academy.uz).
The dissertation can be reviewed at the Informational Resource Centre of Institute of
Polymer Chemistry and Physics (registration number _____) (Address: 100128, Tashkent city,
Abdulla Kadyri str., 7
b
. Phone: (+99871)241-85-94).
The abstract of the dissertation sent out on 2017 ___________ «____»
(Mailing report
№
__________ as of 2017 ___________ «____»)
S.Sh. Rashidova
Chairman of Scientific Council on
Award of Scientific Degrees,
Doctor of Chemical Science
Professor, Academician
N.R. Vohidova
Scientific Secretary of Scientific Council
on Award of Scientific Degrees,
Doctor of Chemical Science, Senior Researcher
V.O. Kudyshkin
Chairman of Scientific Seminar under Scientific
Council on Award the Scientific Degrees,
Doctor of Chemical Science, Professor
45
INTRODUCTION
(dissertation abstract of the doctor of philosophy)
The aim of the research work
is to reveal the formation conditions of nano-
composites based on linear low density polyethylene and determine a dependence
of their structure on thermal, mechanical and fire-resistance characteristics.
The objects of the research work
are the samples of modified montmoril-
lonite, maleated polyethylene, polyethylene-based nanocomposites, as well as
polymer nanocomposites additionally containing expandable graphite.
Scientific novelty of the research work
is a follows:
optimal mixing conditions of maleated polyethylene (with high molecular
weight) and various types of modified montmorillonite in melt of linear low
density polyethylene under which layered silicate exfoliation occurs were revealed;
polymer nanocomposites with a high degree of layered silicate exfoliation,
differing from unfilled polyethylene in a complex of higher thermal, mechanical
and fire-resistant characteristics were obtained;
a correlation dependence of structure type formed during composite prepa-
ration (depending on montmorillonite type, type and concentration of maleated
polyethylene) on thermal, mechanical and fire-resistant characteristics was deter-
mined;
for the first time, the compositions of polymer nanocomposites additionally
containing thermally expanding graphite, differing in low content of flame retar-
dant and high combustion resistance have been developed.
Implementation of the research results.
In accordance with the research
results (creation of polyethylene/montmorillonite nanocomposites and nanocompo-
sites with high flame resistance):
a method for obtaining polymer nanocomposites has been developed; it was
used in the international cooperation project «Studies on halogen-free flame retar-
dant nylon-66/clay nanocomposites» (information of Institute of Chemistry, CAS,
2017.10.12). As a result, this method of obtaining polymer nanocomposites with
low content of flame retardants was taken as a basis for flame-resistant polymer
material production that will be applied in motor-car construction and construction
material industry;
a method for obtaining polymer nanocomposites has been developed; it was
used in the state scientific and technical project A-12-95 «Development of a tech-
nology of obtaining antifriction-wear-resistant nanocomposites based on crystalli-
zable polymers interacting with the fiberstock (raw cotton)» (reference
№
4/1255-
2100, 2017.10.12 and a letter
№
66-01yu, 2017.10.11). As a result, the method
taken as a basis for developing a technology for obtaining nanostructured compo-
site polymer materials with a low content of layered silicate and high antifriction
characteristics; the products from these nanocomposites will be used for friction
units of agricultural machines.
The research results devoted to strengthening the mechanical, thermal and
fire-resistant properties of polyethylene, due to introduction of modified mont-
morillonite and achievement of high exfoliation degree were used in scientific
46
papers of foreign journals. (Polymer composites, 2017.
№
2. IF = 2,32; Polymer
science, 2017, V. 59.
№
2. IF = 0,82; Journal of applied polymer science, 2014, V.
131.
№
2. IF = 1,77). In the published research results the notion about structure,
properties and preparation of polyethylene/montmorillonite nanocomposites was
extended.
The structure and volume of the thesis.
The dissertation consists of an
introduction, three chapters, conclusion, list of references. The volume of the thesis
is 120 pages.
47
ЭЪЛОН
ҚИЛИНГАН
ИШЛАР
РЎЙХАТИ
Список
опубликованных
работ
List of published works
I
бўлим
(I
часть
; part I)
1.
Долгов
В
.
В
.,
Ашуров
Н
.
Р
.,
Садыков
Ш
.
Г
.,
Усманова
М
.
М
.
Структура
и
свойства
монтмориллонита
,
модифицированного
фосфониевой
солью
//
Уз
-
бекский
химический
журнал
. –
Ташкент
, 2012. –
№
1. –
С
. 3-6. (02.00.00.
№
6)
2.
Долгов
В
.
В
.,
Ашуров
Н
.
Р
.,
Садыков
Ш
.
Г
.,
Усманова
М
.
М
.
Малеинизированный
полиэтилен
–
компатибилизатор
для
полимерных
нано
-
композитов
//
Узбекский
химический
журнал
. –
Ташкент
, 2012. –
№
2. –
С
.
30-34. (02.00.00.
№
6)
3.
Ашуров
Н
.
Р
.,
Садыков
Ш
.
Г
.,
Долгов
В
.
В
.
Структура
и
свойства
нанокомпозитов
на
основе
линейного
полиэтилена
и
монтмориллонита
//
Высокомолекулярные
соединения
. –
Москва
, 2012. –
Сер
.
А
. –
Т
. 54,
№
9. –
С
. 1403-1408. (
№
40. Research Gate. IF = 0,61)
4.
Долгов
В
.
В
.,
Ашуров
Н
.
Р
.,
Шевелева
Е
.
Е
.,
Хакбердиев
Э
.
О
.
Упруго
-
прочностные
,
барьерные
,
термические
и
огнестойкие
свойства
нанокомпо
-
зитов
на
основе
линейного
полиэтилена
с
монтмориллонитом
//
Журнал
прикладной
химии
. –
Санкт
-
Петербург
, 2013. –
Т
. 86,
№
12. –
С
. 1938-1949.
(
№
40. Research Gate. IF = 0,22)
II
бўлим
(II
часть
; part II)
5.
Ашуров
Н
.
Р
.,
Садыков
Ш
.
Г
.,
Усманова
М
.
М
.,
Долгов
В
.
В
.
Нанокомпозиты
на
основе
полиэтилена
с
повышенной
термостойкостью
и
пониженной
горючестью
// «
Зеленая
химия
»
в
интересах
устойчивого
разви
-
тия
:
Тез
.
докл
.
Респ
.
науч
.-
практич
.
конф
. 26-28
марта
2012. –
Самарканд
,
2012. –
С
. 326-327.
6.
Хакбердиев
Э
.
О
.,
Долгов
В
.
В
.,
Садыков
Ш
.
Г
.,
Усманова
М
.
М
.,
Ашуров
Н
.
Р
.
Особенности
термоокислительной
деструкции
нанокомпозитов
на
основе
полиэтилена
с
монтмориллонитом
// VII
Всероссийская
конферен
-
ция
молодых
ученых
по
химии
и
нанотехнологиям
«
Менделеев
-2013»:
Тез
.
докл
. –
Санкт
-
Петербург
, 2013. –
С
. 98-100.
7. Dolgov V.V., Ashurov N.R., Sadykov Sh.G., Usmanova M.M. Nanocompo-
sites based on linear polyethylene with montmorillonite // Proceedings regional
conference of young scientists «Nanoscience and Nanomaterials». – Bangalore
(India), 2015. – PS 49.
8.
Долгов
В
.
В
.,
Яхёбекова
Г
.
А
.,
Ашуров
Н
.
Р
.,
Садыков
Ш
.
Г
.,
Усманова
М
.
М
.
Огнестойкие
нанокомпозиты
на
основе
полиэтилена
//
Перспективы
развития
композиционных
и
наноструктурных
композиционных
материалов
:
Тез
.
докл
.
Респ
.
науч
.-
технич
.
конф
. 11-12
ноября
2016. –
Ташкент
, 2016. –
С
.
158-160.
9. Dolgov V.V., Yakhyobekova G.A., Ashurov N.R. About increase of fire
resistance polyethylene/layered silicate nanocomposites // Proceedings interna-
tional symposium «New trends of development fundamental and applied physics:
48
problems, achievements and prospects», IPS 2016. – Tashkent, 2016. – pp. 352-
354.
10.
Долгов
В
.
В
.,
Ашуров
Н
.
Р
.,
Садыков
Ш
.
Г
.,
Усманова
М
.
М
.,
Яхебекова
Г
.
А
.
Полимерные
нанокомпозиты
с
усиленными
огнестойкими
характеристиками
//
Современные
проблемы
науки
о
полимерах
:
Тез
.
докл
.
междунар
.
конф
. 14
ноября
2016. –
Ташкент
, 2016. –
С
. 99-101.
11.
Долгов
В
.
В
.,
Яхёбекова
Г
.
А
.,
Садыков
Ш
.
Г
.,
Усманова
М
.
М
.,
Ашуров
Н
.
Р
.
Полимерные
нанокомпозиты
с
комплексом
улучшенных
эксплуатационных
характеристик
// VII
Всероссийская
Каргинская
конферен
-
ция
«
Полимеры
-2017»:
Тез
.
докл
. –
Москва
, 2017. –
С
. 632.
12.
Долгов
В
.
В
.,
Ашуров
Н
.
Р
.,
Садыков
Ш
.
Г
.,
Усманова
М
.
М
.,
Рашидова
С
.
Ш
.
Успехи
в
области
создания
полимерных
нанокомпозитов
и
применение
их
в
автомобильной
промышленности
//
Вестник
Туринского
политехничес
-
кого
университета
в
Ташкенте
. –
Ташкент
, 2014. –
№
4. –
С
. 39-47. (05.00.00.
№
25)
~·~
Выражаю
искреннюю
признательность
и
благодарность
директору
Института
химии
и
физики
полимеров
Академии
наук
Республики
Узбекистан
,
Заслуженному
деятелю
науки
,
д
.
х
.
н
.,
академику
Сайёре
Шарафовне
Рашидовой
и
всем
коллегам
лаборатории
за
неоценимую
помощь
,
постоянное
внимание
и
поддержку
,
оказанную
при
выполнении
диссертационного
иссле
-
дования
.
Автореферат
«
Ўзбекистон
кимё
журнали
»
таҳририятида
таҳрирдан
ўтказилди
Бичими
60
х
84
1
/
16
.
Ризограф
босма
усули
. Times
гарнитураси
.
Шартли
босма
табоғи
: 2,75.
Адади
100.
Буюртма
№
37.
«
ЎзР
Фанлар
Академияси
Асосий
кутубхонаси
»
босмахонасида
чоп
этилган
.
Босмахона
манзили
: 100170,
Тошкент
ш
.,
Зиёлилар
кўчаси
, 13-
уй
.
